Nebenprodukt des Darmstoffwechsels von L-Tyrosin bekämpft Asthma

Australische Forscher entdeckten in Tierversuchen überraschende Einflüsse des Darmstoffwechsels auf das Immunsystem. Dabei hat sich gezeigt, dass ein Nebenprodukt von Darmbakterien bei der Aufspaltung der Aminosäure L-Tyrosin namens p-Cresol-Sulfat (PCS) vor Asthma schützen kann. Zudem kann es die Schwere eines Asthmaanfalls erheblich verringern.

PCS: Entzündungshemmende Wirkung nicht nur bei Asthma?

Ende Januar 2021 veröffentlichte ein Team von Wissenschaftlern der Monash Universität in Melbourne, Australien, die Studienergebnisse in dem Wissenschaftsmagazin Nature Immunology. Vollkommen neu ist die Erkenntnis über die Aminosäure L-Tyrosin, die als Nahrungsergänzungsmittel weltweit verkauft wird. Ziel der Forscher ist es nun, die überraschenden Ergebnisse des Tierversuchs mit einer klinischen Studie zu belegen.

Asthma zählt zu den häufigsten Krankheiten der Atemwege, die nicht durch Krankheitserreger übertragen werden. Weltweit sind rund 300 Millionen Menschen davon betroffen. Für Behandlungen von Asthma wurden im Jahr 2019 über 18 Milliarden US-Dollar ausgegeben.

Ziel des von Professor Benjamin Marsland geleiteten Teams war es, die Auswirkungen des Immunsystems auf das Mikrobiom des Darms zu untersuchen. Bisher gilt als wissenschaftlich erwiesen, dass die Darmflora das Immunsystem beeinflusst. Der umgekehrte Beweis, der Einfluss des Immunsystems auf die Besiedelung des Darms mit Darmbakterien, steht jedoch noch aus.

Um dies zu untersuchen, beobachteten die Wissenschaftler Mäuse mit eingeschränktem Immunsystem, das nur über einen einzigen Typ von Antikörper verfügte. Diese Mäuse hatten ein verändertes Mikrobiom im Darm. Diese Darmflora übertrugen die Wissenschaftler auf normale Mäuse mit intaktem Immunsystem. Ziel war es, festzustellen, welche Darmbakterien das Immunsystem beeinflussten.

Zu ihrer Überraschung stellten die Forscher fest, dass ein Nebenprodukt der Darmbakterien, p-Cresol-Sulfat (PCS), auffällig stark vor Asthma schützt. Hilfreich war bei dieser Erkenntnis, dass Studienleiter Professor Benjamin Marslands Fachgebiet die Immunologie von Asthma ist. Allerdings vermuten die Forscher, dass PCS auch bei anderen entzündlichen Krankheiten eine günstige Rolle spielen könnte.

PCS entsteht im Darm, wenn die Aufspaltung der Aminosäure L-Tyrosin durch entsprechende Darmbakterien verbessert wird. Im weiteren Verlauf der Studie zeigte sich, dass die Verabreichung von PCS oder L-Tyrosin die Mäuse auch vor Lungenentzündungen schützte. Professor Marsland: „PCS wandert vom Darm in die Lunge und wirkt dort auf Epithelzellen, die die Atemwege auskleiden.“ Das könne allergische Asthma-Reaktionen verhindern.

Auch bei akutem Atemnotsyndrom (ARDS) hat sich PCS im Tierversuch als hilfreich und schützend erwiesen. Bisher wird L-Tyrosin hauptsächlich als Nahrungsergänzungsmittel verwendet. Mithilfe von klinischen Studien könnte es jedoch in relativ kurzer Zeit für die Behandlung von Atemwegserkrankungen verwendet werden.

Professor Marsland kommentierte: „Es ist sehr wichtig, dass eine gründliche klinische Studie durchgeführt wird, um festzustellen, ob L-Tyrosin bei Menschen mit Asthma wirksam ist, und um festzustellen, welche Dosis und welches Behandlungsschema richtig ist.“

Der Grund: Bei Menschen mit chronischer Nierenerkrankung lässt sich PCS in hohen Konzentrationen feststellen. Vermutlich können die Nieren in diesen Fällen das Molekül nicht beseitigen und es wirkt daher toxisch.

Hoffnung gibt die Tatsache, dass PCS für seine schützende Wirkung auf die Atemwege nicht oral eingenommen werden muss. Die Wissenschaftler haben herausgefunden, dass auch das Inhalieren von PCS vor Lungenentzündungen schützt.

Quelle:

Wypych, T.P., Pattaroni, C., Perdijk, O. et al. Microbial metabolism of L-tyrosine protects against allergic airway inflammation. Nat Immunol (2021). https://doi.org/10.1038/s41590-020-00856-3 (https://www.nature.com/articles/s41590-020-00856-3)

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