Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED) werden oft durch eine gestörte Barrierefunktion der Darmwand ausgelöst. Wird das Protein Rho-A nicht durch Prenylierung im Darmepithel aktiviert, steigert sich die Durchlässigkeit der Darmbarriere und somit die Entzündungsgefahr.
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 Darmepithelschicht permanent selbst, wobei alte Epithelzellen ersetzt und in einem kontrollierten Prozess über den Stuhlgang ausgeschieden werden. Dass das aktivierte Protein Rho-A und die von ihm vermittelten Signale maßgeblich für die Stabilität des Epithelzellverbands im Darm sind, zeigten nun die Erlanger Wissenschaftler Dr. Rocío López-Posadas, Dr. Imke Atreya und Prof. Dr. Markus Neurath, die zur klinischen Forschergruppe CEDER gehören.
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 sogenannter 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. Rot eingefärbte Rho-A-Proteine in Darmepithelzellen (grün) im Darm von Patienten mit chronisch entzündlicher Darmerkrankung. © FAU/Rocío López Posadas Die jetzt veröffentlichten Ergebnisse konnten erstmals 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. Weiterführend gilt es nun die Frage zu beantworten, ob es möglich sein wird, die hier erzielten Erkenntnisse für die Entwicklung von zukünftigen Therapiestrategien zur verbesserten Behandlung von Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen zu nutzen. Originalpublikation: Rho-A prenylation and signaling link epithelial homeostasis to intestinal inflammation Rocío López-Posadas et al.; Journal of Clinical Investigation, doi: 10.1172/JCI80997; 2016
