Дефицит энергии в иммунных клетках из-за нарушения обмена триптофана поддерживает хроническое воспаление при болезнях кишечника

Bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) bleibt in der Darmschleimhaut eine Entzündung bestehen, obwohl das Immunsystem versucht, diese unter Kontrolle zu bringen. Dabei scheint ein gestörter Stoffwechsel der essenziellen Aminosäure Tryptophan, der zu einem Energiemangel in wichtigen Immunzellen führt, eine Rolle zu spielen. Das hat ein deutsch-amerikanisches Forschungsteam unter Beteiligung des Exzellenzclusters PMI – Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) herausgefunden und die Ergebnisse in drei eng miteinander verbundenen Studien publiziert. In einer im »Journal of Crohn’s and Colitis« veröffentlichten Studie zeigte ein Team um Dr. Lina Wehkamp von der CAU, wie chronische Entzündungen die Bildung des Energieträgers Nicotinamidadenindinukleotid (NAD⁺) stören. Dieser spielt eine zentrale Rolle bei der Energiegewinnung und Geweberegeneration. Gerade die Darmschleimhaut, die ein sehr aktives Gewebe ist und sich ständig erneuern muss, ist auf eine zuverlässige Versorgung angewiesen. Dies gilt besonders, wenn sie entzündet ist. »Eigentlich versucht der Körper während einer Entzündung, die geschädigte Schleimhaut zu reparieren. Dafür benötigt er große Mengen Energie«, erklärt Wehkamp in einer Pressemeldung des PMI. Stattdessen gerät die Produktion des wichtigen Energieträgers ins Stocken. Um den Grund dafür zu finden, kombinierten die Forschenden Patientendaten, Zellversuche und Mausmodelle und untersuchten an diesen den Tryptophan- und NAD⁺-Stoffwechsel. Dabei zeigte sich ein Engpass: Entzündungsbotenstoffe fördern den Tryptophan-Abbau über den sogenannten Kynurenin-Weg, der normalerweise zur NAD+-Gewinnung genutzt wird. Gleichzeitig wird durch eine aktive Entzündung aber das Enzym Chinolinat-Phosphoribosyltransferase (QPRT) unterdrückt, das das Zwischenprodukt Quinolinsäure in NAD⁺ umwandelt. Die Säure sammelt sich an, die NAD⁺-Spiegel sinken und die Darmschleimhaut kann sich durch den Energiemangel schlechter regenerieren. Die Entzündung hält sich dadurch selbst aufrecht. Die Forschenden zeigen erstmals, dass QPRT auch bei entzündlichen Darmerkrankungen vermindert exprimiert wird. In Zell- und Tiermodellen verbesserte die Gabe von NAD⁺-Vorstufen, Nicotinamid und Nicotinamid-Ribosid, die Energieversorgung und dämpfte Entzündungsreaktionen.