Steatotische Lebererkrankungen: Hinweise auf mögliche Verschlechterung durch Mikroplastik

Seit Jahren wird daran geforscht, welche Gesundheitsrisiken die Exposition gegenüber Mikroplastik aus der Umwelt darstellt. Neue Erkenntnisse aus einem Tiermodell deuten auf die Gefahren von Polyethylen-Mikropartikeln für die Leber bei fettreicher Ernährung hin.

In der Untersuchung fielen bei fettreich ernähren Mäusen, die Mikroplastik ausgesetzt waren, Blutmarker für Leberschäden mehr als doppelt so hoch aus wie bei Tieren, die denselben Partikeln ausgesetzt waren, aber normal ernährt wurden. Die Daten wurden kürzlich in „Science Advances“ publiziert.

„Der Kontakt mit Mikroplastik ist unvermeidlich“, erklärt Dr. Tae Gyu Oh, Leiter der Studie und Assistenzprofessor für Onkologie am College of Medicine der University of Oklahoma (USA). „Wir atmen es ein, nehmen es über die Nahrung auf und es gelangt auf unsere Haut. In zahlreichen Studien wurde die Existenz von Mikroplastik in unserem Körper bereits nachgewiesen. Wir wollten jedoch die Auswirkungen von Mikroplastik im Zusammenhang mit einer fett- und cholesterinreichen Ernährung untersuchen. Von einer solchen ist ebenfalls bekannt, dass sie der Leber schadet. Wir erwarteten einen synergistischen Effekt zwischen der Ernährung und dem Mikroplastik – und genau diesen haben wir auch beobachtet.“

Untersuchung am Maus-MASH-Modell mittels räumlicher Transkriptomik

Im Rahmen der Studie verabreichten die Forscher den Mäusen über einen Zeitraum von acht Wochen Mikroplastik in gleichen Mengen. Ein Teil der Tiere erhielt Standardfutter, während der andere Teil spezielles Futter erhielt: Es war darauf ausgelegt, eine Erkrankung hervorzurufen, die der Stoffwechseldysfunktion-assoziierten Steatohepatitis (MASH) beim Menschen gleicht.

Um die Vorgänge in der Leber besser zu verstehen, untersuchten Oh und sein Team das Lebergewebe mithilfe verschiedener Technologien, die eine zunehmende Vergrößerung der Zellstrukturen ermöglichten. Jede der eingesetzten Technologien zeigte Leberschäden an, doch die höchste Auflösung wurde durch räumliche Transkriptomik (Spatial Transcriptomics) erzielt. Das Forschungsteam geht davon aus, dass der Einsatz dieser Technologie in diesem Kontext eine Premiere darstellt. Während herkömmliche Verfahren (wie die Bulk-Transkriptomik) lediglich einen einzigen, gemittelten Messwert für Millionen von Zellen lieferten, konnte mittels räumlicher Transkriptomik genau bestimmt werden, wo die Schädigung auftrat.

„Diese hochauflösende Betrachtungsweise ermöglichte es uns, spezifische ‚Hotspots‘ der Leberschädigung auf Einzelzellniveau zu identifizieren, die mit herkömmlichen Methoden nicht hätten erkannt werden können“, erläutert Oh.

Mögliche Beeinträchtigung der Abwehr- und Reparaturmechanismen der Leber

Die Studie ergab zudem, dass der Genregulator PPAR-alpha eine Schlüsselrolle bei der Reaktion der Leber auf die Belastung durch Mikroplastik spielt. PPAR-alpha – ein Protein im Zellinneren, das den Fettabbau und die Energiegewinnung aus Fett steuert – beeinflusst das Gen Anxa2, welches an der Gewebereparatur beteiligt ist.

„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mikroplastik bestimmte natürliche Abwehr- und Reparaturmechanismen der Leber beeinträchtigen könnte“, argumentiert Oh. „Das Verständnis dieses Zusammenhangs könnte uns neue Wege zum Schutz der Lebergesundheit aufzeigen.“

Tae Gyu Oh, Forscher an der University of Oklahoma, ist Hauptautor einer in „Science Advances“ veröffentlichten Studie zu den Auswirkungen von Mikroplastik auf die Leber. (Bildnachweis: University of Oklahoma)

Obwohl die Untersuchung an Mäusen durchgeführt wurde und weitere Forschung nötig ist, um zu klären, ob beim Menschen dieselben Effekte auftreten, liefere sie doch wichtige neue Erkenntnisse: Sie biete einen Rahmen für das Verständnis der Prozesse, die dazu führen, dass Mikroplastik zur Entstehung von Lebererkrankungen beitragen kann.

„Mikroplastik ist mittlerweile fester Bestandteil der Umwelt, mit der wir tagtäglich in Kontakt kommen – aber wir forschen noch immer daran, wie es auf den Körper wirkt“, verdeutlicht Oh. „Dank des detaillierten Einblicks in die Leber konnten wir spezifische Bereiche identifizieren, in denen die Belastung durch Mikroplastik Entzündungen auslöste und wichtige biologische Signalwege veränderte. Diese Erkenntnisse liefern neue Hinweise darauf, wie Umweltbelastungen zu Lebererkrankungen beitragen können, und zeigen Ansätze für künftige Forschungsarbeiten auf.“

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