Eine kleine Verletzung, eine schwere Infektion oder sogar die Grippe können den Körper auf sehr unterschiedliche Wege führen. Manche Menschen erholen sich schnell, während andere schwer erkranken oder sterben. Wissenschaftler nennen diesen Weg eine Krankheitsverlauf, und er kann durch viele Faktoren geprägt werden, darunter Alter, Geschlecht, Krankengeschichte und Biologie. Am Salk Institute hat Dr. Janelle Ayres jahrelang erforscht, warum Menschen so unterschiedlich auf Krankheiten und Verletzungen reagieren. Ihre Arbeit konzentriert sich darauf, wie der Körper von Krankheit und Tod weg und hin zu Genesung und Überleben geführt werden kann.
Entzündungen sind oft eine treibende Kraft hinter dem körperlichen Verfall bei Infektionen und Verletzungen. Sie sind zum Schutz unerlässlich, da sie das Immunsystem alarmieren und Immunzellen dorthin bringen, wo sie gebraucht werden. Wenn Entzündungen jedoch übermäßig werden, können sie Gewebe schädigen und zum Tod beitragen. Da Infektionen besonders schädliche Entzündungen auslösen können, untersuchte das Salk-Team Mäuse mit einer Infektion. Sie fanden heraus, dass die Zugabe der Aminosäure Methionin zur Nahrung der Tiere sie vor Auszehrung, Problemen der Blut-Hirn-Schranke und entzündungsbedingtem Tod schützte.
Der Nutzen kam auf unerwartetem Wege. Methionin verbesserte die Nierenfiltration, was zeigt, dass die Nieren eine größere Rolle spielen könnten als bisher angenommen, wenn es darum geht, den Körper von der Infektion zur Genesung zu führen. Die im Fachblatt Cell Metabolism veröffentlichten Ergebnisse deuten darauf hin, dass kleine Änderungen in der Ernährung die Krankheitsverläufe stark beeinflussen können. Eine Methionin-Supplementierung könnte Potenzial für entzündliche Erkrankungen, Nierenerkrankungen, Nierenversagen und Dialysepatienten haben, obwohl weitere Forschung nötig ist.
„Unsere Studie zeigt, dass kleine biologische Unterschiede, einschließlich Ernährungsfaktoren, große Auswirkungen auf Krankheitsverläufe haben können“, sagt die leitende Autorin Ayres, Professorin und Inhaberin des Salk Institute Legacy Chair am Salk sowie Forscherin am Hughes Medical Institute. „Unsere Entdeckung eines nierengetriebenen Mechanismus, der Entzündungen begrenzt, zusammen mit den schützenden Wirkungen einer Methionin-Supplementierung bei Mäusen, weist auf das Potenzial der Ernährung als mechanistisch fundierte medizinische Intervention hin, die die Wege lenken und optimieren kann, die Menschen als Reaktion auf krankheitsauslösende Reize einschlagen.“
Entzündungen sind die Reaktion des Immunsystems auf eine Bedrohung. Diese Bedrohung kann ein Krankheitserreger im Körper oder etwas so Einfaches wie ein Splitter sein. Immunzellen bewegen sich auf das Problem zu und helfen bei der Heilung. Wenn diese Immunzellen eintreffen, verstärken sie die Alarmsignale des Körpers durch Proteine, die als proinflammatorische Zytokine bekannt sind. Der Körper muss die Entzündung in einem sorgfältigen Gleichgewicht halten. Zu wenig Entzündung kann eine Bedrohung möglicherweise nicht kontrollieren, während zu viel gesundes Gewebe schädigen kann. Ein Großteil der Forschung in diesem Bereich hat sich darauf konzentriert, wie Immunantworten ein- oder ausgeschaltet werden.
Ayres‘ Team untersucht eine andere Frage. Anstatt sich nur auf Immunschalter zu konzentrieren, untersuchen sie, wie der Körper die Stärke der Entzündung reguliert, indem er die Freisetzung und Ansammlung von proinflammatorischen Zytokinen kontrolliert. „Proinflammatorische Zytokine sind letztendlich das, was in vielen Fällen zu Krankheit und Tod führt“, sagt Erstautorin Dr. Katia Troha, Postdoktorandin in Ayres‘ Labor. „Das Immunsystem muss die Entzündung ausbalancieren, um den Eindringling anzugreifen, ohne gesunde Zellen im Körper zu schädigen. Unsere Aufgabe ist es, die Mechanismen zu finden, die es dafür nutzt, damit wir sie angreifen können, um die Behandlungsergebnisse für Patienten zu verbessern.“
Um zu untersuchen, wie der Körper die Zytokinspiegel reguliert, verwendeten die Forscher ein Mausmodell der systemischen Entzündung, die durch den Erreger Yersinia pseudotuberculosis verursacht wird. Eine der ersten Veränderungen, die sie beobachteten, war eine verminderte Nahrungsaufnahme bei infizierten Mäusen, was darauf hindeutete, dass sich der Stoffwechsel der Tiere verändert hatte. Um ihren Ernährungszustand besser zu verstehen, maßen die Forscher die im Blut zirkulierenden Aminosäuren. Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen und unterstützen die gesunde Zellfunktion im gesamten Körper.
Die infizierten Mäuse hatten niedrige Methioninspiegel, eine essentielle