Das Immunsystem zielt auf den Vitamin B12-Signalweg ab, um Bakterien zu neutralisieren

Gesundheitsnews, Medizin und Forschung

Medizin Doc Redaktion, aktualisiert am 30. November 2019, Lesezeit: 3 Minuten

Vitamin B12: Wie eine kürzlich entdeckte Abwehrverbindung namens Itaconat die Bakterien bei Tuberkulose austrickt.

Weltweit sind fast 1,8 Milliarden Menschen mit Mycobacterium tuberculosis (Mtb) infiziert, dem weit verbreiteten und gelegentlich tödlichen Bakterium, das jedes Jahr Millionen von Tuberkulosefällen verursacht. Die Bakterien, die sich über Jahrtausende hinweg mit dem Menschen weiterentwickelt haben, haben Wege gefunden, Nährstoffe aus ihrem menschlichen Wirt zu ihrem eigenen Vorteil zu übernehmen. Menschen haben ebenso komplexe Möglichkeiten, sich zu wehren.

In einer neuen Studie, die in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, hat ein Team unter der Leitung von Forschern der Michigan Medicine, das mit Mitarbeitern in Harvard zusammenarbeitet, einen spezifischen Mechanismus entdeckt, durch den eine vom Immunsystem verwendete „Waffe“, das so genannte Itakonat, gegen Mtb (Mycobacterium tuberculosis) gerichtet ist.

Erst kürzlich entdeckten Forscher, dass Itakonat vom Immunsystem bei einem Angriff in großen Mengen produziert wird. Bislang war die Art und Weise, wie Itakonat krankheitsverursachende Bakterien unschädlich macht, ein Rätsel.

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) versteckt sich in menschlichen Immunzellen und verwendet Cholesterin als Energiequelle, um zu wachsen und sich zu vermehren. Während dieses Prozesses produzieren die Bakterien ein giftiges Zwischenprodukt namens Propionat, das sie loswerden müssen.

Eine Strategie für die Entsorgung von Propionaten basiert auf Vitamin B12, das vom menschlichen Wirt stammt. „Vitamin B12 ist ein sehr interessantes Vitamin, da es in sehr niedrigen Konzentrationen von unseren Zellen benötigt wird, vielleicht das niedrigste aller Vitamine, aber es ist lebensnotwendig“, sagt Dr. Ruma Banerjee, Professorin für Biologische Chemie und Autorin der Studie.

Eine biologisch aktive Form des Vitamins, das Coenzym B12, wurde vor mehr als 60 Jahren entdeckt und ist am Zellstoffwechsel beteiligt. Coenzym B12 ermöglicht es, dass sehr komplexe Chemikalien in Bakterien und menschlichen Zellen vorkommen, weil es Radikale oder ungepaarte Elektronen freisetzt, die ansonsten sehr anspruchsvolle chemische Reaktionen ermöglichen.

Typischerweise sind Radikale sehr instabil und daher kurzlebig. „Im Körper verursachen freie Radikale Zell- und DNA-Schäden, weil sie sehr reaktiv sind“, sagt Banerjee. Das Radikalpaar (biradikal genannt), das durch das Coenzym B12 erzeugt wird, ist so reaktiv, dass es die Frage aufwirft, wie das Enzym es enthalten und verwenden kann.

Das Forscherteam konnte zeigen, dass eine aktivierte Form von Itakonat, genannt Itakonyl-CoA, den Vitamin B12-abhängigen Weg im Tuberkulosebakterium blockiert und verhindert, dass es Propionat zum Wachstum verwendet. Dies geschieht, indem es als Köder fungiert und „das B12-abhängige Enzym dazu bringt, Itakonyl-CoA als Substrat zu verwenden, was dann einen der Radikalen dazu bringt, sich selbst zu zerstören“, sagt Banerjee.

Darüber hinaus produzierte die Itaconyl-CoA/Coenzym-B12-Reaktion ein stabiles biradikalisches Produkt, das mehr als eine Stunde fortbestand, anstatt schnell zu verschwinden. Auf diese Weise konnten die Forscher Kristalle des das Biradikal enthaltenden Enzyms züchten und seine 3D-Struktur erhalten.

Diese neue Beobachtung könnte auch erklären, warum 3 bis 5 Prozent der menschlichen Bevölkerung ein mutiertes Gen tragen. „Menschen mit einer Mutation im CLYBL-Gen haben keine offensichtlichen Nebenwirkungen, außer dass ihre Vitamin B12-Werte etwas niedriger sind“, sagt Banerjee, der spekuliert, dass dies einen Vorteil gegen Infektionen bringen könnte.

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einem medizinischen Thema, einem Gesundheitsthema oder einem oder mehreren Krankheitsbildern. Dieser Artikel dient nicht der Selbst-Diagnose und ersetzt auch keine Diagnose durch einen Arzt oder Facharzt. Bitte lesen und beachten Sie hier auch den Hinweis zu Gesundheitsthemen!

Vitamin B12-Mangel erhöht Risiko für Depressionen

Studie: Vitamin B12-Mangel erhöht Risiko für Depressionen

In einer neuen Studie haben Wissenschaftler des Trinity College Dublin den Zusammenhang zwischen dem Folsäure- und Vitamin-B12-Spiegel und der Häufigkeit von ......

Wirkung von Coenzym Q10 als Nahrungsergänzungsmittel

Vitamin B12 oder Folsäuremangel: Ursachen und Behandlung

Vitamin B12-Mangel oder Folsäuremangel tritt auf, wenn der Körper außergewöhnlich große rote Blutkörperchen herstellt....

Vitamin B12 oder Folatmangelanämie: Symptome, Ursachen, Diagnose und Behandlung

Vitamin B12 oder Folatmangelanämie: Symptome, Ursachen, Diagnose und Behandlung

Eine Vitamin-B12 Mangel tritt auf, wenn ein Mangel an Vitamin B12 dazu führt, dass der Körper sehr große rote Blutkörperchen produziert....

Welche Vitamine sind notwendig?

Forschung: Wie sicher sind Vitamine und Mineralstoffe als Nahrungsergänzungsmittel?

Vitamine - Lesen Sie mehr über die Vor- und Nachteile von Nahrungsergänzungsmitteln mit Vitaminen und Mineralien zur allg. Gesundheitsprävention...


ANTI AGING FORSCHUNG
– Umkehr der Alterserscheinungen und 8 bis 18 Jahre höhere Lebenserwartung möglich? Jetzt lesen:
– GlyNAC kann Alterserscheinungen umkehren
– Glucosamin kann Lebensdauer steigern

Wie stellt man fest, ob man ein Reizdarmsyndrom hat? Lang anhaltender Durchfall oder Verstopfung, starke Bauchschmerzen und ständig niedergeschlagen – wenn diese Symptome zunehmend und schubweise innerhalb eines kurzen Zeitraums auftreten, liegt die Diagnose chronisch entzündliche Darmerkrankung nahe. Dennoch sind die Symptome der betroffenen Patientinnen und…
Um Einblicke in das menschliche Gehirn und Verhalten zu gewinnen untersuchen Neurowissenschaftler unter anderen die Blickmuster von Menschen, Viele Studien haben gezeigt, dass Menschen mit einer Autismus-Spektrum-Störung (ASS) und Menschen ohne ASS dazu neigen, deutlich unterschiedliche Blickmuster zu haben, wenn sie soziale Reize betrachten, was bedeutsame…