Welche Bedeutung haben Immunzellen für die Aufrechterhaltung der Darmbarriere?
Ein Forschungsteam der MedUni Wien konnte erstmals die zentrale Rolle von Makrophagen bei der Erneuerung von Darmepithelzellen zeigen. Daraus ergeben sich neue Erkenntnisse zu dem komplexen Zusammenspiel zwischen Immunzellen und Geweberegeneration.
MedUni Wien21.10.20232"
Der Darm ist auf eine Schicht von Epithelzellen angewiesen, um die Integrität der Darmbarriere aufrechtzuerhalten. Diese Zellen werden alle vier bis sieben Tage komplett erneuert. Dieser Prozess ist von entscheidender Bedeutung für den Schutz des Körpers vor mikrobiellen Bedrohungen, für die Aufrechterhaltung der Darmfunktion und zur Vorbeugung von Krankheiten wie entzündlichen Darmerkrankungen und Dickdarmkrebs.
Makrophagen in unmittelbarer Nähe epithelialer Darmzellen ...
Makrophagen kommen in jedem Organ des Körpers vor. Das Forschungsteam unter der Leitung von Thomas Weichhart vom Zentrum für Pathobiochemie und Genetik der MedUni Wien hat nun herausgefunden, dass Makrophagen im Dickdarm strategisch in unmittelbarer Nähe zu epithelialen Darmzellen positioniert sind.
... unterstützen Proliferation von Epithelzellen
Zudem identifizierten die Forscher einen entscheidenden Mechanismus, mit dem diese Makrophagen die Proliferation von Epithelzellen unterstützen. Diese Unterstützung des Stoffwechsels war insbesondere in Phasen von proliferativem Stress, wie z.B. bei entzündungsbedingter Kolitis, wichtig.
Die Erstautorin der Studie Stephanie Fritsch dazu:
- «Wir konnten zeigen, dass Makrophagen über den mTORC1-Signalweg grosse Mengen der Polyamine Spermidin und Spermin produzieren».
- Diese Polyamine wurden von den Epithelzellen aufgenommen, was zu einer Umstellung ihres Zellstoffwechsels führte, ihre Proliferation förderte und ihre Abwehrmechanismen stärkte.
- Besonders Spermin hatte ein grossen stimulatorischen Effekt auf die Proliferation von Dickdarmzellen.
- Wichtig ist, dass diese mTORC1-Aktivierung und Polyamin-Produktion eine schützende Wirkung gegen entzündliche Darmschäden im Tiermodell hatte.
Polyamine insbesondere Spermidin werden schon seit einiger Zeit stark
beforscht, da Studien zeigen, dass diese Stoffe das Leben verlängern und den Alterungsprozess verlangsamen können.
Makrophagen unterstützen den Stoffwechsel anderer Zellen
Diese Forschung stellt einen Paradigmenwechsel im Verständnis der Mikroumgebung des Darms dar. Sie hebt Makrophagen erstmals als «metabolische Fabriken» hervor, die den Stoffwechsel anderer Zellen unterstützen, der für die effiziente Selbsterneuerung des Darmepithels entscheidend ist. Darüber hinaus bietet die Studie Einblicke in potenzielle therapeutische Ziele für entzündliche Darmerkrankungen und andere Erkrankungen, die mit Funktionsstörungen des Darms zusammenhängen.
Wege für neue Therapien zur Geweberegeneration und bei Darmerkrankungen
Die Ergebnisse dieser Studie eröffnen vielversprechende Wege für die künftige Forschung. Forscher können die Manipulation der durch Makrophagen vermittelten Stoffwechselunterstützung als Strategie zur Verbesserung der Geweberegeneration und zur Bekämpfung von Darmerkrankungen untersuchen. Darüber hinaus könnten weitere Untersuchungen der Rolle von Polyaminen und der mTORC1-Signalübertragung in Immunzellen neue therapeutische Ansätze aufzeigen. «Die Ergebnisse stellen einen bedeutenden Schritt vorwärts in unserem Bestreben dar, den Darm besser zu verstehen und die menschliche Gesundheit zu verbessern», so Thomas Weichhart.PS
