Entwicklung von Biomarkern für das Reizdarmsyndrom

Unter der Leitung von Prof. Michael Schemann, aus dem Bereich der Humanbiologie der TUM, forschte ein interdisziplinäres Team über acht Jahre mit mehreren Kliniken in Europa an einer Nachweismöglichkeit des aufgrund einer organischen Veränderung auftretenden Reizdarmsyndroms. „Bisher werden Magen-Darm-Beschwerden nur aufgrund des Ausschlussprinzips diagnostiziert“, äußert sich Prof. Schemann zu der Studie. „Deshalb ging es uns darum, einen Biomarker zu finden, der ein Reizdarmsyndrom, zumindest bei einer bestimmten Patientengruppe, anzeigt.“

Ein wichtiger auslösender Faktor der Erkrankung ist eine veränderte Aktivität der Nerven in der Darmwand. Daran beteiligte Faktoren sind Botenstoffe, die in der Darmwand, insbesondere in der Schleimhaut, freigesetzt werden, weshalb Schleimhautbiopsie-Überstände von Reizdarm-Patienten eine erhöhte Nervenaktivität auslösen, während Überstände von gesunden Probanden keinerlei Wirkung zeigen.

Zum anderen untersuchten die Forscher Überstände von Patienten mit ruhender Colitis ulcerosa, die ebenfalls eine nervenaktivierende Wirkung hatten. Aus folgenden zwei Gründen war ein Vergleich zwischen Patienten mit Reizdarm und Colitis ulcerosa wichtig: Einerseits wird postuliert, dass ein Reizdarm eine milde Form einer entzündlichen Darmerkrankung darstellt, während andererseits Patienten mit ruhender Colitis an Reizdarm-ähnlichen Symptomen leiden.

Proteasen-abhängige Reaktion

Zunächst konnten die Forscher nachweisen, dass die nervenaktivierende Wirkung der Reizdarm- und Colitis-Überstände im Wesentlichen durch Proteasen vermittelt wird, die nicht nur Verdauungsenzyme, sondern auch wichtige Signalmoleküle sind. Entscheidend war jedoch, dass die Nervenaktivierung der Reizdarm-Überstände von Proteasen abhängt, die einen ganz bestimmten Protease-aktivierten Rezeptor vom Typ 1, auch kurz PAR1 genannt, stimulieren. Bei der nervenstimulierenden Wirkung der Colitis-Überstände spielte PAR1 jedoch keine Rolle.

Daraufhin hat das Team, nach genauerer Beschäftigung mit den Proteinen in den Überständen herausgefunden, dass es ein Reizdarm-spezifisches Proteinmuster, insbesondere ein Reizdarm-typisches Proteaseprofil gibt. 204 Proteine konnten mithilfe der Proteomanalyse identifiziert werden, deren Konzentration in den Reizdarm-Überständen, gegenüber den Biopsien von gesunden Probanden oder Patienten mit Colitis ulcerosa, unterschiedlich hoch waren. Darunter waren vier Proteasen, die ausschließlich in den Überständen von Reizdarmpatienten erhöht waren.

Doch was könnte die Nervenaktivierung im Patienten neben einer PAR1-Blockade positiv beeinflussen? Zum Schluss experimentierte das Team mit einem Proteasehemmer eines probiotischen Bifidobacterium longum-Stammes, der die durch den Reizdarm-Überstand ausgelöste Nervenaktivierung blockierte. „Zusammenfassend können wir sagen, dass das Proteasen-Profiling eine vielversprechende Strategie ist zur Entwicklung von Reizdarm-Biomarkern“, sagt Schemann, „sie stellen weitere Hinweise für definierte organische Ursachen des Reizdarmsyndroms dar.“ (idw, TUM, red)