Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED) wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa verursachen chronischen Durchfall und krampfartige Bauchschmerzen, die die Lebensqualität der Betroffenen stark einschränken. In Deutschland geht man davon aus, dass mittlerweile mehr als 500.000 Patienten an CED leiden.
Trotz großer Forschungsanstrengungen sind CED derzeit nicht heilbar, insbesondere auch aufgrund unzureichender Kenntnis der Krankheitsursachen. Eine seit langem bestehende Hypothese besagt, dass der bei CED-Patienten häufig auftretende Energiemangel in Epithelzellen der Darmschleimhaut maßgeblich für das Versagen der Barrierefunktion des Darms ist. Auf diese Weise wird das Eindringen von Bakterien in die Darmwand begünstigt, welches zu einer chronischen Entzündungsreaktion führt.
Als eine Ursache für den intestinalen Energiemangel wird seit langem eine Funktionseinschränkung in den Kraftwerken der Zelle, den Mitochondrien, diskutiert. Allerdings konnte dieses bisher experimentell noch nicht bewiesen werden.
Eine aktuelle Studie, die von einem Lübecker Forscherteam initiiert und in diesen Wochen in der renommierten Fachzeitschrift „Gastroenterology“ veröffentlicht wird, konnte nun erstmals an Mäusen zeigen, dass Genvariationen in Mitochondrien den Energiestoffwechsel in Epithelzellen des Darms beeinflussen.*) Damit verbunden war die Ausprägung einer experimentell erzeugten Darmentzündung in denjenigen Mäusen, die besonders hohe Level des Energieträgers ATP aufwiesen, gegenüber Kontrollmäusen deutlich abgeschwächt.
Als mögliche Folge eines erhöhten ATP Levels im Darm konnten die Wissenschaftler zudem das Vorliegen einer verbesserten Regenerationsfähigkeit von Darmepithelzellen identifizieren. „Diese ist wiederum entscheidend dafür, wie gut ein Organismus sich von dem Einfluss schädlicher Nahrungsbestandteile oder Krankheitserreger erholt“, so der Erstautor der Studie Dr. Florian Bär aus der Medizinischen Klinik I.
Interessanterweise tritt eine reduzierte Regenerationsfähigkeit von Darmepithelzellen auch häufig bei CED-Patienten auf, was die Frage aufwirft, ob Genvariationen im mitochondrialen Genom ursächlich sind. Diese Fragestellung wird aktuell anhand einer Folgestudie bearbeitet, die derzeit an der Medizinischen Klinik I läuft. Hierzu werden in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Medizinische Statistik sowie der Klinik für Dermatologie u.a. genetische Daten von über 3000 Patienten mit CED ausgewertet.
Mitarbeiter dieser Institutionen sind zudem Partner im intrauniversitären Forschungsverbund „Mitochondriale Dysfunktion bei komplexen Erkrankungen“, welcher 2012 mit dem Ziel gegründet wurde, den Einfluss mitochondrialer Funktionsstörungen nicht nur im Rahmen von CED, sondern auch von Koronarer Herzerkrankung, blasenbildenden Hauterkrankungen oder von chronischen Chlamydieninfektion zu untersuchen. Laut verantwortlichem Studienleiter Priv.-Doz. Dr. med. Christian Sina hätte es die die aktuelle Veröffentlichung nicht ohne dieses sogenannte Juniorcluster gegeben, da der Arbeitsaufwand und das breite Methodenspektrum für eine einzelne Arbeitsgruppe kaum zu bewältigen wäre.
Neben den Mitgliedern des Juniorclusters waren noch Lübecker Wissenschaftler aus dem Institut für Anatomie und dem Institut für Systemische Entzündungsforschung beteiligt.
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* Mitochondrial Gene Polymorphisms That Protect Mice from Colitis.
Bär F, Bochmann W, Widok A, von Medem K, Pagel R, Hirose M, Yu X, Kalies K, König P, Böhm R, Herdegen T, Reinicke AT, Büning J, Lehnert H, Fellermann K, Ibrahim S, Sina C.
Gastroenterology. 2013 Jul 18. doi:pii: S0016-5085(13)01043-3. 10.1053/j.gastro.2013.07.015. [Epub ahead of print] PMID:23872498
