Metabolieten van tryptofaan remmen herseninflammatie

Een nieuwe studie, gepubliceerd in Nature, toont voor het eerst aan hoe het aminozuur tryptofaan hersenontstekingen remt. Deze kennis kan bijdragen aan nieuwe therapieën voor MS en andere neurologische ziekten.

Al langer is bekend dat er een connectie is tussen onze darmen en hersenen en dat een ongezonde darmflora voor neuro-inflammatie kan zorgen [1]. Dit onderzoek van het Brigham and Women’s Hospital (BWH) laat voor het eerst zien hoe het microbioom hersenontstekingen rémt [2].

Sleutelrolspelers van darm-hersenverbinding

Onderzoekers van het BWH gebruikten zowel muizen als menselijke cellen van patiënten met multiple sclerose (MS) om de sleutelrolspelers te vinden die betrokken zijn bij de darm-hersenverbinding en het wederzijds ‘praten’ tussen immuun- en hersencellen. Zij concentreerden zich op de invloed van het aminozuur tryptofaan op twee typen cellen die een belangrijke rol spelen in het centraal zenuwstelsel: microglia (macrofagen van het centrale zenuwstelsel, CZS) en astrocyten (gliacellen in het CZS).

Microglia spelen een nuttige rol in onze hersenen, door kapotte cellen, plaques en ander schadelijk materiaal op te ruimen. Tegelijkertijd kunnen microglia ook stofjes uitscheiden die een neurotoxisch effect hebben op de astrocyten, wat waarschijnlijk bijdraagt aan het ontstaan van MS en andere neurologische ziektes.

Het onderzoeksteam onderzocht bij muizen met MS in hoeverre tryptofaanrijke voeding invloed heeft op de microglia. Tryptofaan zit vooral in gevogelte (kip en kalkoen), vis, schaal- en schelpdieren, cacao, pompoenpitten, sesamzaad, amandelen, paranoten en banaan.

Deeltjes van tryptofaan passeren bloed-hersenbarrière

De wetenschappers ontdekten dat deeltjes, metabolieten, die het resultaat zijn van het afbreken van tryptofaan door de darmflora, de bloed-hersenbarrière kunnen passeren. En daar hebben ze een anti-inflammatoire invloed op de microglia, wat neurodegeneratie beperkt. De onderzoekers bestudeerden ook hersenweefsel van mensen met MS en vonden hier bewijs voor eenzelfde werking met dezelfde spelers.

 “Door dit onderzoek begrijpen we beter hoe het darmmicrobioom hersencellen van het centrale zenuwstelsel beïnvloedt,” zegt een van de onderzoekers. Waarschijnlijk zijn de ontdekte werkingsmechanismen niet alleen relevant voor nieuwe therapieën voor MS, maar ook voor andere neurologische ziekten, zoals Alzheimer.

Bronnen

[1] Veit Rothhammer et al, Type I interferons and microbial metabolites of tryptophan modulate astrocyte activity and central nervous system inflammation via the aryl hydrocarbon receptor, Nature Medicine (2016).  DOI: 10.1038/nm.4106 

[2] Veit Rothhammer et al, Microglial control of astrocytes in response to microbial metabolites, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0119-x