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Glukosinolate

Darmkrebs: Schutz vor schädlichen Nahrungsbestandteilen

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Schnitt durch den Darm: Oberste Zellschicht der Darmwand, sichtbar gemacht durch verschiedene fluoreszierende Proteine (Mausmodell).
Schnitt durch den Darm: Oberste Zellschicht der Darmwand, sichtbar gemacht durch verschiedene fluoreszierende Proteine (Mausmodell). (Bild: (c) Diefenbach/Charité)

Glukosinolate sind Bestandteile von Pflanzen, zu finden u.a. in zahlreichen Kohl-Arten. Bestimmte Glukosinolate können als Nahrungsbestandteil das Erbgut schädigen und so Krebs verursachen. Doch der Körper ist diesen schädlichen Umweltfaktoren nicht schutzlos ausgeliefert: Forscher der Charité Universitätsmedizin Berlin haben nun einen Mechanismus entdeckt, wie das Immunsystem vor Darmkrebs schützt.

Berlin – Im Darm treffen zwei Welten aufeinander: Die körpereigenen Zellen der Darmwand einerseits und körperfremdes Material, wie Bakterien oder Nahrungsmittel und deren Abbauprodukte, andererseits. Beide Welten – körpereigen und körperfremd – stehen in direktem Kontakt und tauschen fortwährend Informationen aus. Das ist für den Körper wichtig: Viele der Umweltfaktoren, wie bestimmte Bakterienstämme oder essenzielle Nährstoffe, sind für ihn nützlich oder sogar überlebenswichtig. Der Kontakt mit der Umwelt kann für den Organismus aber auch negative Folgen haben: Einige körperfremde Stoffe bewirken Veränderungen im Erbgut der Zellen, die die Darmwand auskleiden. Häufen sich solche DNA-Schäden, insbesondere in den Stammzellen der Darmwand, können diese sich zu Darmkrebs entwickeln.

Immunsystem kann die Entwicklung von Darmkrebs verhindern

Damit es gar nicht erst zur Tumorbildung kommt, kann eine geschädigte Zelle ihre DNA reparieren oder – bei zu umfangreicher Schädigung – „altruistischen Selbstmord“ (die sogenannte Apoptose) begehen. Bisher ging man davon aus, dass die Stammzelle diesen Reparaturmechanismus selbständig in Gang setzt. Die Studie unter Leitung von Prof. Dr. Andreas Diefenbach, Direktor des Instituts für Mikrobiologie und Infektionsimmunologie der Charité, BIH-Professor für Präszisionsmedizin mit dem Schwerpunkt Mikrobiomforschung und Leiter der Arbeitsgruppe Mukosale Immunologie am Deutschen Rheuma-Forschungszentrum Berlin, kommt zu einem anderen Schluss: Das Immunsystem kann den DNA-Reparaturmechanismus in der geschädigten Stammzelle zusätzlich verstärken und so die Entwicklung von Darmkrebs verhindern.

„Sensor für erbgutschädigende Bestandteile der Nahrung“

Gemeinsam mit weiteren Forschungsgruppen konnte das Team um Prof. Diefenbach im Mausmodell zeigen, dass Zellen des angeborenen Immunsystems in der Lage sind, erbgutschädigende Umweltfaktoren wie bestimmte Glukosinolate im Darm zu erkennen. Glukosinolate sind Bestandteile von Pflanzen, die u.a. in zahlreichen Kohl-Arten zu finden sind. Nehmen die Immunzellen nun schädigende Glukosinolate wahr, senden sie den Botenstoff Interleukin 22 aus. Dieser bewirkt wiederum, dass die Stammzellen in der Darmwand etwaige Schäden ihrer DNA frühzeitiger entdecken und schneller reparieren können. „Das Immunsystem agiert also wie ein Sensor für erbgutschädigende Bestandteile der Nahrung“, erklärt Prof. Diefenbach. „Schalten wir diesen Sensor aus, beobachten wir eine deutlich erhöhte Zahl an Darmkrebsfällen.“

Weit mehr als bloße Abwehr von Krankheitserregern

Für den Immunologen zeigen diese Erkenntnisse nicht nur einen bisher unbekannten Regelkreis auf, mit dem der Körper sich vor Darmkrebs schützt. Sie weisen außerdem darauf hin, dass die Aufgabe des Immunsystems weit mehr umfasst als die Abwehr von Krankheitserregern. „Das Immunsystem überwacht vielmehr das gesunde Wachstum und die Funktion verschiedener Organe des Körpers“, sagt Prof. Diefenbach. In Zukunft möchte er mit seinem Team die komplexe Interaktion zwischen Nahrungsbestandteilen, Darmbakterien, der Darmwand und dem Immunsystem noch genauer untersuchen. „Hier könnte die Erklärung für die Vielzahl an entzündlichen Darmerkrankungen liegen“, fügt der Wissenschaftler hinzu.

Wie Nüsse vor Darmkrebs schützen können

Molekulare Mechanismen aufgeklärt

Wie Nüsse vor Darmkrebs schützen können

08.02.17 - Ob gemahlen im Gebäck oder frisch geknackt direkt aus der Schale - wer gerne Nüsse verzehrt, für den haben Ernährungswissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena gute Nachrichten. Nüsse, so zeigen ihre aktuellen Studienergebnisse, können das Wachstum von Krebszellen im Darm reduzieren. Erstmals konnten nun auch die molekularen Mechanismen dieser Schutzwirkung beleuchtet werden. lesen

Originalpublikation: Gronke K et al., Interleukin-22 protects intestinal stem cells against genotoxic stress. Nature 2019 Jan 31. doi: 10.1038/s41586-019-0899-7

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