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Medizin

Immunzellen fördern DNA-Reparatur in Stammzellen des Darmes

Dienstag, 5. Februar 2019

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

Berlin – Dem angeborenen Immunsystem hat eine Schlüsselrolle dabei, Darm-Stammzellen vor der Entartung zu bewahren. Das berichten Wissenschaftler um Andreas Diefenbach, Direktor des Instituts für Mikrobiologie und Infektionsimmunologie der Charité Universitätsmedizin Berlin in Nature (2019; doi: 10.1038/s41586-019-0899-7). 

Hat in einer Zelle die Gensubstanz Schaden genommen, kann die Zelle bekanntlich ein Selbstauslöschungsprogramm starten – die Apoptose. Ist die Schädigung weniger gravierend, versucht die Zelle zuerst, die DNA zu reparieren.

Bisher ging man laut den Berliner Wissenschaftlern davon aus, dass die Stammzelle diesen Reparaturmechanismus selbständig in Gang setzt. Die Arbeitsgruppe um Diefenbach kommt aber zu einem anderen Schluss: Das Immunsystem kann den DNA-Reparaturmechanismus in der geschädigten Stammzelle zusätzlich verstärken und so die Entwicklung von Darmkrebs verhindern. 

Die Forscher konnten 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 unter anderem in zahlreichen Kohlarten zu finden sind. Nehmen die Immunzellen 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 wie ein Sensor für erbgutschädigende Bestandteile der Nahrung“, erklärt Diefenbach. „Schalten wir diesen Sensor aus, beobachten wir eine deutlich erhöhte Zahl an Darmkrebsfällen.“

Für den Immunologen zeigen diese Erkenntnisse nicht nur einen bisher unbekannten Regelkreis auf, mit dem der Körper sich vor Darmkrebs schützt. Sie belegen außerdem erneut, dass die Aufgabe des Immunsystems deutlich mehr umfasst als die Abwehr von Krankheitserregern. 

Diefenbach hat seit Ende 2016 die Professur für Mikrobiologie der Charité sowie die BIH-Professur für Präzisionsmedizin mit dem Schwerpunkt Mikrobiomforschung inne. Die vorliegende Arbeit hatte er an der Universitätsmedizin Mainz begonnen und in Berlin fortgeführt.     © hil/idw/aerzteblatt.de

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