Arginin, die Aminosäure, die Ihr Körper bereits herstellt und die Sie wahrscheinlich über proteinreiche Lebensmittel zu sich nehmen, ist offenbar ziemlich wichtig. Eine neue Studie der Rockefeller University legt nahe, dass ein Mangel daran die Fähigkeit Ihres Immunsystems, Krebs und Viren zu bekämpfen, schwächen könnte. Natürlich, das Letzte, was Ihr Immunsystem brauchte, war ein weiterer Grund, schwierig zu sein.
Sohail Tavazoie, der das Elizabeth and Vincent Meyer Laboratory of Systems Cancer Biology an der Rockefeller leitet, untersucht diesen Zusammenhang seit Jahren. Bereits 2023 entdeckte sein Team, dass der Entzug von Arginin bei Dickdarmkrebszellen dazu führte, dass sie mehr Mutationen ansammelten. Jetzt haben sie herausgefunden, dass Argininmangel auch Ihr Immunsystem träge machen könnte. Wenn Arginin knapp ist, haben Zellen Schwierigkeiten, MHC-1 zu produzieren, ein Protein, das das Immunsystem auf mutierte Zellen und eindringende Viren aufmerksam macht. Stellen Sie sich das als das zelluläre Äquivalent vor, das Schild 'Vorsicht vor dem Hund' vergessen zu haben.
Die gute Nachricht? Eine moderate Menge Arginin – ungefähr die Menge in ein paar rezeptfreien Tabletten – könnte möglicherweise die Gene wiederherstellen, die an der MHC-1-Produktion beteiligt sind. Die Ergebnisse wurden in Cell veröffentlicht, was eine ziemlich große Sache ist.
'Unsere Arbeit zeigt, wie ein Mangel an Arginin das Immunsystem stört, und legt nahe, dass eine erhöhte Argininzufuhr von Vorteil sein könnte', sagt Erstautorin Qiushuang Wu, Postdoktorandin im Labor. 'Vielleicht bedeutet das, dass es in Kombination mit anderen Therapien zur Behandlung von Krebs und Virusinfektionen eingesetzt werden könnte.' Tavazoie fügt hinzu: 'Eine Arginin-Supplementierung könnte leicht bei Patienten getestet werden, die Immuntherapien erhalten, oder Hochrisikopopulationen gegeben werden, die viralen Krankheitserregern ausgesetzt sind. Da Arginin kostengünstig und leicht verfügbar ist, hoffen wir, dass therapeutische und präventive Studien bald durchgeführt werden könnten.'
Hier ist der wissenschaftliche Teil: Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen, und ihre Produktion wird durch Codons gesteuert – Gruppen von drei DNA-Basen. Sechs verschiedene Codons kodieren für Arginin, was seine Bedeutung unterstreicht. Wissenschaftler wussten, dass Veränderungen in der Verfügbarkeit von Aminosäuren den Zellstoffwechsel und die Signalübertragung beeinflussen, aber weniger war darüber bekannt, ob diese Veränderungen direkt die Genexpression beeinflussen.
Wu untersuchte Verschiebungen des Argininspiegels, die durch Ernährung oder Krankheit verursacht wurden, in mehreren Modellen, darunter Dickdarmkrebs, Influenza und SARS-CoV-2. Diese Erkrankungen sind alle mit ungewöhnlichen Aminosäurespiegeln verbunden. 'Eines der dramatischsten Muster war, dass Arginin in all diesen Krankheiten die am stärksten verarmte Aminosäure war', sagt sie.
Mit Zellkulturen fand Wu heraus, dass 414 Proteine bei sinkendem Argininspiegel ungewöhnlich niedrig waren. Die meisten waren mit bekannten Funktionen von Arginin verbunden, aber drei HLA-Gene, die für die Produktion von MHC-1-Proteinen verantwortlich sind, stachen hervor. MHC-1-Proteine präsentieren fremde oder abnormale Proteine den T-Zellen, die dann die Immun-Truppen mobilisieren. Wenn Arginin knapp ist, bleiben Ribosomen – die zellulären Maschinen, die Proteine zusammenbauen – beim Versuch, MHC-1 zu produzieren, stecken. Ohne genügend Arginin können sie die Arbeit nicht beenden, sodass Zellen weniger Signale an T-Zellen senden. Dadurch können gefährliche Zellen unter dem Radar bleiben.
'Diese Ergebnisse sind aufregend, weil sie zeigen, dass der Verzehr einer bestimmten Aminosäure die Genexpression in einem Organismus direkt regulieren kann, indem sie die Produktion eines Proteins erhöht, das reich an dieser Aminosäure ist', sagt Tavazoie. 'Wir glauben, dass eine solche selektive translationale Abstimmung der Genexpression durch Ernährungsmanipulation wahrscheinlich auch auf viele andere Proteine und Aminosäuren zutrifft.'
Als Nächstes testete Wu verschiedene Mengen an Nahrungs-Arginin bei Mäusen. Mäuse, die eine argininarme Diät erhielten, entwickelten mehr Dickdarmkrebstumore, während diejenigen mit mehr Arginin weniger entwickelten. Sie testete auch Mausmodelle von Influenza und SARS-CoV-2 mit Heinz-Heinrich Hoffman aus Charles Rices Labor. Die Ergebnisse waren ähnlich – und überraschend. 'Nicht nur hatten Mäuse mit einer argininreichen Diät mildere Symptome von Virusinfektionen, sondern die Gabe der Mäuse