Neuer Schutzmechanismus des Körpers entdeckt
Stammzellen dienen nicht nur der Regeneration von Gewebe, sondern sind außerdem in der Lage, aktiv gegen Bakterien vorzugehen. Das zeigt jetzt eine Studie der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie am Beispiel einer Infektion des Magens mit Helicobacter pylori. Indem sie die Bakterien direkt bekämpfen, schützen sich Magen-Stammzellen vor Schäden, die zur Entwicklung von Krebs beitragen können. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Cell Biology* veröffentlicht.
Etwa 50 Prozent der Menschen weltweit sind mit Helicobacter pylori infiziert. Das Bakterium besiedelt die Magenschleimhaut und kann das Erbgut der Schleimhautzellen schädigen. Die meisten der betroffenen Zellen werden innerhalb weniger Tage durch gesunde Zellen ersetzt – weshalb die Schädigungen zunächst ohne Folgen bleiben. Schwerwiegende Auswirkungen kann es dagegen haben, wenn das Bakterium die langlebigen Stammzellen attackiert. Sie sitzen in den Vertiefungen der Magendrüsen und ersetzen von dort die Zellen der Magenschleimhaut, indem sie Tochterzellen produzieren. Wird ihr Erbgut von Helicobacter pylori angegriffen, kann sich Magenkrebs entwickeln – daher gilt das Bakterium als wichtigster Risikofaktor für ein Magenkarzinom.
Die neue Studie zeigt, dass die Magen-Stammzellen sich aktiv vor dem bakteriellen Angriff schützen. „Im Tiermodell konnten wir beobachten, dass die Stammzellen einen Eiweißstoff, das sogenannte Intelectin 1, in die Umgebung abgeben“, sagt Dr. Michael Sigal, Erstautor der Studie. Der BIH Charité Clinician Scientist von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Hepatologie und Gastroenterologie am Campus Charité Mitte erklärt, warum: „Das Intelectin 1 bindet an die Oberfläche von Helicobacter pylori und führt zu einer Verklumpung der Bakterien. So werden diese daran gehindert, in die Vertiefung der Magendrüse einzudringen und dort die Stammzellen zu schädigen.“
Ausgelöst wird die Produktion dieses „Verklumpungsmoleküls“ durch den Botenstoff R-spondin 3, der bisher bekannt war, die Teilungsaktivität der Stammzellen anzukurbeln. Er wird ausgeschüttet, sobald der Körper eine Schädigung beispielsweise durch Helicobacter pylori erkennt. Prof. Dr. Thomas Meyer, Letztautor der Studie und Direktor am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie, fasst die Ergebnisse zusammen: „Der Körper reagiert also auf eine Helicobacter-pylori-Infektion, indem er einen Botenstoff abgibt, der Magen-Stammzellen zur Teilung bewegt und so die Regeneration des Gewebes ankurbelt. Derselbe Botenstoff veranlasst gleichzeitig benachbarte Magen-Stammzellen, die Stammzell-Nische mithilfe des ‚Verklumpungsauslösers‘ vor den Bakterien aktiv zu schützen. Auf diese Weise ist der Körper selbst in der Lage, schwerwiegende Infektionsfolgen wie die Entstehung von Magengeschwüren und Krebs zu verhindern.“
„Wir hoffen, dieses Wissen in Zukunft nutzen zu können, um unter den Helicobacter-Infizierten diejenigen zu identifizieren, bei denen der körpereigene Schutzmechanismus aus dem Lot geraten ist“, sagt Dr. Sigal. „Ihnen wollen wir dann gezielt therapeutische Hilfe anbieten.“ Die Forscherinnen und Forscher vermuten, dass diese Menschen besonders gefährdet sein könnten, infolge einer chronischen Helicobacter-Infektion an Magenkrebs zu erkranken. In künftigen Studien planen sie deshalb genauer zu untersuchen, wie Störungen des Stammzell-Schutzprogramms mit der Entstehung von Krebs zusammenhängen – nicht nur im Magen, sondern im gesamten Gastrointestinaltrakt.
*Sigal M et al., R-spondin-3 induces secretory, antimicrobial Lgr5+ cells in the stomach. Nat Cell Biol. 2019 Jun 24. doi: 10.1038/s41556-019-0339-9
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