Neuer Therapieansatz zur Erhaltung entzündungsfreier Phasen des Morbus Crohn

Der Stoffwechsel von Darmstammzellen wird durch Mitochondrien - die Kraftwerke in der Zelle - erleichtert. Chronische Entzündungsprozesse hemmen den Stoffwechsel der Zellen und führen zum Funktionsverlust dieser Stammzellen.

In Zusammenarbeit mit dem Helmholz Zentrum München und der Université de Paris, Diesen Zusammenhang hat ein TUM-Forscherteam entdeckt, indem es Darmepithelzellen von Morbus-Crohn-Patienten analysiert und mit Befunden aus Mausmodellen verglichen hat.

Die wechselseitige Rolle von Stammzellen und Paneth-Zellen

Stammzellen sind für den Erhalt und die Regeneration von Geweben unverzichtbar. Intestinale Stammzellen im Darm sind mit sogenannten Paneth-Zellen vermischt, die für die lokale Immunabwehr verantwortlich sind und ein Umfeld schaffen, in dem die Stammzellen gedeihen können, werden daher als Wächter der Stammzellnische bezeichnet.

Patienten mit Morbus Crohn haben weniger Paneth-Zellen und darüber hinaus diese sind in ihrer Funktionalität eingeschränkt. Die Forschergruppe untersuchte die Ursachen für Veränderungen in Paneth-Zellen und versuchte, die Bedeutung des Stammzellstoffwechsels in diesem Zusammenhang zu ermitteln.

Neben Mausstudien, analysierten die Forscher Darmbiopsien von Morbus-Crohn-Patienten, die Stammzellnische akribisch charakterisieren. Nach sechs Monaten, der Darm der Patienten wurde erneut endoskopisch untersucht, wobei auf Entzündungszeichen geachtet wurde.

Vorhersage des Wiederauftretens von Morbus Crohn durch Beobachtung des Auftretens von Stammzellen

Die Studie zeigte, dass mikroskopische Veränderungen in der Stammzellnische besonders häufig bei Patienten auftraten, die nach sechs Monaten Symptome eines Entzündungsrezidivs zeigten.

Diese Veränderungen in der Stammzellnische sind ein sehr früher Indikator für den Beginn von Entzündungsprozessen. Deswegen, anhand des Auftretens der Stammzellnische kann die Wahrscheinlichkeit eines Wiederauftretens der Erkrankung nach Resektion ursprünglich befallener Dünndarmanteile abgeschätzt werden. Dies stellt einen vernünftigen Ausgangspunkt für eine therapeutische Intervention dar."

Dirk Haller, Professor für Ernährung und Immunologie an der TUM

Wiederherstellung der Stammzellfunktion

Sowohl bei menschlichen Patienten als auch bei Mausmodellen Veränderungen in Paneth und Stammzellen fielen mit einer verminderten Mitochondrienfunktionalität zusammen.

Wissend, dass eine verminderte mitochondriale Atmung zu Veränderungen in der Stammzellnische führt, die Forscher verwendeten Dichloracetat (DCA), eine Substanz, die in der Krebstherapie eingesetzt wird und zu einer Erhöhung der mitochondrialen Atmung führt.

Die durch DCA induzierte Verschiebung des Zellstoffwechsels war in der Lage, die Darmstammzellfunktionalität von Mäusen mit Entzündungen wiederherzustellen. wie in Darmorganoiden nachgewiesen, organähnliche Strukturen, die ex vivo kultiviert wurden.

Therapieansatz zur Verlängerung der entzündungsfreien Phasen von Morbus Crohn

„Diese Erkenntnisse weisen auf einen neuen Therapieansatz zur Verlängerung der entzündungsfreien Remissionsphasen bei Morbus Crohn hin. “ sagte Eva Rath, Wissenschaftler an der TUM School of Life Sciences Weihenstephan und Co-Autor der Studie.

Ziel der weiteren Forschung ist es, die Wirkung von DCA in Tiermodellen und Patienten genauer zu untersuchen. Ein sogenannter metabolischer Eingriff - durch gezielte Veränderungen des Zellstoffwechsels - könnte den Funktionsverlust von Stammzellen und Paneth-Zellen verhindern, die beide die Darmbarriere aufrechterhalten. Dies könnte dazu führen, eine nachfolgende Entzündung zu verhindern.

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