Das aktivierte Protein Rho-A und die von ihm vermittelten Signale sind maßgeblich für die Stabilität des Epithelzellverbands im Darm.
Hunderttausende leiden in unseren Breiten an einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung. Die Lebensqualität der häufig noch vergleichsweise jungen Patienten ist unter anderem durch immer wiederkehrende Durchfälle und starke Bauchschmerzen wesentlich eingeschränkt. Als wichtige Ursache für die Entstehung dieser Erkrankung wird eine krankhaft veränderte Barrierefunktion der Darmwand angesehen. Ein europäisches Forscherteam konnte unlängst in den beteiligten Zellen der Darmwand einen neuen Mechanismus identifizieren, durch den diese Störung der Darmbarriere erklärt werden kann.
Eingeschränkte Barrierefunktion im Darm kann zu Darmentzündung führen
Zellen, die die Darmwand innen auskleiden – sogenannte Darmepithelzellen – bilden die erste Schicht der Darmwand und verhindern als ein fest zusammenhängender Zellverband das Eindringen von Bakterien und anderen Fremdstoffen aus dem Darminhalt in den Körper. Eine eingeschränkte Barrierefunktion im Darm kann entsprechend zu einer Darmentzündung führen. Um die wichtige Schutzfunktion der Darmbarriere dauerhaft aufrechterhalten zu können, erneuert sich die Darmepithel-Schicht permanent selbst, wobei alte Darmepithelzellen ersetzt und in einem kontrollierten Prozess über den Stuhlgang ausgeschieden werden.
Rho-A und die Stabilität des Epithelzellverbands im Darm
Das aktivierte Protein Rho-A und die von ihm vermittelten Signale sind maßgeblich für die Stabilität des Epithelzellverbands im Darm verantwortlich. Für die Aktivierung des Proteins Rho-A ist der Prozess der Prenylierung entscheidend, der innerhalb der Zelle stattfindet und eine gezielte Veränderung der Proteineigenschaften bewirkt. Hierbei wird an das Protein ein so genannter Isoprenoid-Rest angeheftet, der es Rho-A anschließend ermöglicht, in die Bereiche der Zelle zu gelangen, in denen eine gezielte Aktivierung des Proteins stattfinden kann. Die Studienergebnisse konnten belegen, dass das Vorhandensein von Rho-A in Darmepithelzellen und insbesondere seine Prenylierung entscheidende Faktoren für eine stabile Epithelzellformation im Darm sind. So zeigte sich unter experimentellen Bedingungen im Labor, dass ein Fehlen von Rho-A oder eine gezielte Hemmung der Prenylierung im Darmepithel mit einer deutlich gesteigerten Durchlässigkeit der Darmbarriere einherging und so eine chronische Darmentzündung hervorrief.
Interessanterweise konnten die Forscher außerdem belegen, dass sich Epithelzellen von Patienten, die an chronisch entzündlichen Darmerkrankungen leiden, durch eine eingeschränkte Fähigkeit zur Prenylierung und eine gestörte Ausbildung von Rho-A vermittelten Signalen auszeichnen.
Quelle: Medizinischen Klinik 1 – Gastroenterologie, Pneumologie und Endokrinologie des Universitätsklinikums Erlangen
Rocío López-Posadas, Christoph Becker, Claudia Günther, Stefan Tenzer, Kerstin Amann, Ulrike Billmeier, Raja Atreya, Gionata Fiorino, Stefania Vetrano, Silvio Danese, Arif B. Ekici, Stefan Wirtz, Veronika Thonn, Alastair J.M. Watson, Cord Brakebusch, Martin Bergö, Markus F. Neurath, and Imke Atreya: Rho-A prenylation and signaling link epithelial homeostasis to intestinal inflammation. Journal of Clinical Investigation, 11. Januar 2016.
DOI: 10.1172/JCI80997; Volltext: https://www.jci.org/articles/view/80997
