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Autoimmunerkrankungen: Wie Salmonellen Gelenkschmerzen verursachen

Ein Protein, das Darmbakterien herstellen, kann in den Blutkreislauf gelangen. Das führt offenbar zu einer Autoimmunreaktion – zumindest bei Mäusen.
Entzündungen in den Gelenken können sehr schmerzhaft seinLaden...

Salmonellen sind dafür bekannt, Magen-Darm-Beschwerden zu verursachen. Sie können uns aber noch mehr Unangenehmes bescheren: Gelenkentzündungen. Fachleute sprechen in solchen Fällen von reaktiver Arthritis. Ein Team um die Mikrobiologin Çagla Tükel von der Lewis Katz School of Medicine at Temple University will herausgefunden haben, wie die Mikroben das anstellen: Sie produzieren ein faserartiges Protein namens Curli, das aus dem Darm in den Blutkreislauf gelangen kann. Dort regt es offenbar die Bildung bestimmter Antikörper an, wie das Team bei Mäusen beobachtete, denen es die Bakterien ins Futter gemischt hatte. Die Antikörper seien nicht nur gegen Curli, sondern auch gegen mauseigene Moleküle gerichtet und könnten darum Entzündungen in den Gelenken verursachen, schreiben die Forscher nun in der Fachzeitschrift »PLOS Pathogens«.

Etwa fünf Prozent der Menschen, die sich eine bakterielle Magen-Darm-Infektion zugezogen haben, leiden anschließend unter einer reaktiven Arthritis. Sie tritt meist zwei bis drei Wochen nach der ursprünglichen Infektion auf und macht sich vor allem durch Schmerzen in den Hüft-, Knie- oder Sprunggelenken bemerkbar. Im Verlauf der Erkrankung können Rückenschmerzen hinzukommen, die von einer Entzündung der Iliosakralgelenke rühren. Auch andere Körperteile – etwa Augen, Haut, Schleimhäute, die Harnröhre oder Geschlechtsorgane – können entzündet sein und starke Schmerzen verursachen. Mit Schmerzmitteln und Entzündungshemmern lassen diese sich in der Regel gut in den Griff bekommen, und die Entzündungen heilen folgenlos aus.

Die Ursache vermuten Fachleute in einer Überreaktion des Immunsystems, bei der fälschlicherweise gesundes, körpereigenes Gewebe angegriffen wird. Was genau diese Autoimmunreaktion auslöst, war bislang unklar. In den geschwollenen Gelenken lassen sich in der Regel keine Krankheitserreger nachweisen. Wohl aber Antikörper dagegen. Das stellte auch das Team um Tükel bei insgesamt 15 Mäusen fest, denen es den Bakterienstamm Salmonella enterica Typhimurium eingeflößt hatte. Binnen sechs Wochen nach der Infektion hatten sich die Gelenkschleimhäute der Tiere entzündet, und es zeigte sich ein leichter Knochenabbau: ein Kennzeichen von fortschreitender Arthritis. In den Kniegelenken sowie im Blut der Mäuse fanden die Forscher Antikörper, die sowohl gegen Curli als auch gegen mauseigene Strukturen gerichtet waren. Daraus schlossen die Forscher, dass das Protein in den Blutkreislauf der Tiere gelangt sein musste.

Etwa fünf Prozent der Menschen, die sich eine bakterielle Magen-Darm-Infektion zugezogen haben, leiden anschließend unter einer reaktiven Arthritis

»Solange Curli im Darm bleibt, richtet es keinen großen Schaden an«, sagt Tükel in einer Pressemitteilung. Wenn es diesen verlässt, könnte es bei anfälligen Personen jedoch eine Autoimmunreaktion auslösen. Es ist bekannt, dass Menschen, deren Körperzellen das Eiweißmolekül HLA-B27 an ihrer Oberfläche tragen, ein höheres Risiko für Arthritis haben (sowohl die reaktive als auch die rheumatoide Form, die landläufig als Rheuma bezeichnet wird). Das gilt ebenfalls für andere Autoimmunerkrankungen. Curli produzierende Bakterien könnten besonders bei ihnen die Wahrscheinlichkeit für eine Autoimmunreaktion erhöhen oder sie verschlimmern, vermuten die Forscher. Dazu müssen sie aber zunächst untersuchen, ob nicht nur Mäuse, sondern auch Menschen als Antwort auf Curli solche kreuzreaktiven Antikörper herstellen.

Nicht nur Salmonella enterica Typhimurium, andere Bakterien – darunter das häufige Darmbakterium Escherichia coli – stellen ebenfalls Curli-Proteine her. Die faserartigen Eiweißstrukturen helfen den Mikroben, sich an Oberflächen anzulagern und so genannte Biofilme auszubilden. Als Nächstes will das Team um Tükel untersuchen, ob die faserigen Proteine anderer Bakterien ähnliche Reaktionen verursachen und möglicherweise an der Entstehung von Autoimmunerkrankungen wie Lupus beteiligt sind.

Wenn Bakterienproteine aus dem Darm entkommen

Die Tatsache, dass Curli aus dem Darm entkommen kann, wirft außerdem die Frage auf, ob es ins Gehirn wandert. Dort finden sich bei Menschen mit neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson Proteinablagerungen, die der Struktur von Curli ähneln. Im Gehirn von Demenzkranken haben Forscher auch Spuren von Bakterien gefunden, etwa von dem Parodontitis-Erreger Porphyromonas gingivalis, der vermutlich aus dem Mund stammt. Seine Proteine haben offenbar einen beschleunigenden Effekt auf die Bildung der alzheimertypischen Tau- und Beta-Amyloid-Plaques. Vielleicht könnten die faserigen Proteine von Darmbakterien als eine Art Katalysator wirken.

Dafür sprechen die Ergebnisse eines Teams um Robert Friedland von der University of Louisville School of Medicine: Die Forscher gaben alternden Ratten Curli produzierende Bakterien zu fressen. Diese Tiere wiesen sowohl im Darm als auch im Gehirn mehr Alpha-Synuclein-Ablagerungen auf als solche, in deren Futter keine oder nur Bakterienstämme enthalten waren, die kein Curli herstellen können. Alpha-Synuclein-Aggregate vergiften bestimmte Nervenzellen im Gehirn, was zu den typischen Parkinsonsymptomen führt. Dazu gehören etwa: Zittern, verlangsamte Bewegungen, steife Muskeln.

Zudem ist bekannt, dass Alpha-Synuclein-Fasern über den Vagusnerv vom Darm ins Gehirn wandern können. Viele Parkinsonpatienten klagen über Magen-Darm-Beschwerden, lange bevor die Bewegungsstörungen auftreten. Zahlreiche Untersuchungen deuten darauf hin, dass ihr Mikrobiom aus dem Gleichgewicht geraten ist. Manche Wissenschaftler spekulieren, dies könne an der Einnahme von Antibiotika liegen, die bestimmte Bakterienstämme im Darm abtöten, Curli produzierende hingegen verschonen – und damit Parkinson begünstigen. Jener Zusammenhang ist aber noch nicht gesichert. Doch es stellt sich immer deutlicher heraus, wie vielfältig der Einfluss von Darmmikroben auf unsere Gesundheit ist.

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