Revolution in der Medizin: Ein Molekül, das von Darmbakterien produziert wird, verursacht Atherosklerose, die für Millionen von Todesfällen verantwortlich ist
Die Entdeckung, die dank eines Experiments mit Hunderten von Bankangestellten in Spanien gemacht wurde, öffnet die Tür zu neuen Behandlungen, die über die Senkung des Cholesterinspiegels hinausgehen
Ein Team spanischer Wissenschaftler machte vor 15 Jahren eine erstaunliche Ankündigung: Sie suchten Tausende von Freiwilligen unter den Angestellten der Banco Santander in Madrid: Die Forscher wollten sie jahrzehntelang eingehend untersuchen, um das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei gesunden Menschen zu verstehen. Die Ergebnisse sind noch überraschender. Die Forscher haben entdeckt, dass Darmbakterien ein Molekül produzieren, das Atherosklerose, die Ansammlung von Fett und Cholesterin in den Arterien, die zu Herzinfarkt und Schlaganfall führen kann, nicht nur auslöst, sondern auch verursacht.
Diese unerwartete Verbindung zwischen Mikroben und Herz-Kreislauf-Erkrankungen - der häufigsten Todesursache der Menschheit - stellt einen Paradigmenwechsel dar. Die Arbeit wurde am Mittwoch in der Zeitschrift Nature veröffentlicht, einem Schaufenster in die beste Wissenschaft der Welt.
Die eingehende Untersuchung von Santander-Mitarbeitern mit Hilfe modernster medizinischer Bildgebungsgeräte brachte bald eine weitere schockierende Erkenntnis zutage: Atherosklerose war allgegenwärtig. Die Freiwilligen waren scheinbar gesund, zwischen 40 und 55 Jahre alt, aber 63 % der Teilnehmer zeigten Anzeichen der Krankheit. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass einige Darmbakterien in bestimmten Zuständen Imidazolpropionat produzieren, ein einfaches Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen, acht Wasserstoffatomen, zwei Stickstoffatomen und zwei Sauerstoffatomen (C₆H₈N₂O₂).
Diese Verbindung gelangt ins Blut, interagiert mit unreifen weißen Blutkörperchen und löst eine Entzündungsreaktion in den Arterien aus, die die Bildung von Fettablagerungen fördert.
"Imidazolpropionat induziert von sich aus Atherosklerose. Es besteht ein kausaler Zusammenhang", erklärt der Biologe David Sancho (53), Leiter der neuen Studie am Nationalen Zentrum für kardiovaskuläre Forschung (CNIC) in Madrid. Sein Team verabreichte das Molekül Mäusen, die die Krankheit entwickelten.
Darüber hinaus beobachteten die Wissenschaftler bei einem von fünf Freiwilligen mit aktiver Atherosklerose erhöhte Spiegel von Imidazolpropionat. Bei dieser Art von Arteriosklerose ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass Fettablagerungen reißen und Blutgerinnsel bilden, die Herzinfarkte und Schlaganfälle verursachen. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass Atherosklerose nicht nur eine durch Fett verursachte Krankheit ist, sondern dass sie auch eine entzündliche und autoimmune Komponente hat, so Sancho.
Die gute Nachricht ist, dass, wenn C₆H₈N₂O₂ das Problem bei einem signifikanten Prozentsatz der Patienten verursacht, Schritte unternommen werden können, um es zu verhindern. Forscher haben den Rezeptor identifiziert, an den das Molekül bindet, und es ist ihnen gelungen, ihn mit einem Medikament zu blockieren, wodurch das Fortschreiten der Atherosklerose bei Mäusen, die sich cholesterinreich ernähren, verringert wird.
„Mit diesem Hemmstoff haben wir die Entwicklung der Krankheit vollständig verhindert“, sagt Sancho, der die experimentelle Behandlung zusammen mit anderen Co-Autoren, wie der italienischen Pharmakologin Annalaura Mastrangelo, ihrem Kollegen Iñaki Robles und dem Kardiologen Valentín Fuster, Generaldirektor des CNIC in Madrid und Präsident des Mount Sinai Fuster Heart Hospital in New York, das seit zwei Jahren seinen Namen trägt, patentiert hat.
Ein anderer Autor der Studie, der schwedische Biologe Fredrik Bäckhed, hatte bereits 2018 herausgefunden, dass die Imidazolpropionat-Spiegel bei Menschen mit Typ-2-Diabetes erhöht sind. Und erst vor drei Monaten hatte eine unabhängige Forschungsarbeit unter der Leitung des Kardiologen Arash Haghikia den Zusammenhang zwischen dem bakteriellen Molekül und Atherosklerose bestätigt. „Die Tatsache, dass zwei verschiedene Gruppen zu demselben Ergebnis gekommen sind, stärkt unsere Zuversicht, dass es sich um eine bedeutende und relevante Entdeckung handelt“, argumentiert Haghikia von der Ruhr-Universität Bochum (Deutschland). "Besonders auffällig ist, dass Imidazolpropionat die Atherosklerose zu fördern scheint, selbst wenn der Cholesterinspiegel normal ist. Dies könnte erklären, warum manche Menschen eine Herzerkrankung entwickeln, obwohl sie keine oder nur wenige traditionelle Risikofaktoren wie hohe Cholesterinwerte oder hohen Blutdruck haben", betont er.
Jedes Jahr sterben 18 Millionen Menschen an Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Der Vorstandsvorsitzende der Banco Santander, Emilio Botín, starb vier Jahre nach der Unterzeichnung des Projekts an einem Herzinfarkt. Im Rahmen dieses Projekts wurden mehr als 4.000 freiwillige Arbeitnehmer untersucht, von denen 400 in diese neue Studie einbezogen wurden. Die mit teuren und komplexen Techniken wie der axialen Computertomographie (CAT) und der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) durchgeführten Forschungen haben es ermöglicht, hohe Imidazolpropionat-Werte in den sehr frühen Stadien der Atherosklerose festzustellen, was die Diagnose in diesem unsichtbaren Stadium, in dem eine Person unwissentlich gefährdet ist, erheblich erleichtern könnte.
Sancho und seine Kollegen räumen ein, dass weitere Forschungen erforderlich sind, um die spezifischen Bakterienstämme zu identifizieren, die das Molekül produzieren können. Sie weisen jedoch auf „Veränderungen in der mikrobiellen Ökologie des Darms“ nach einer Ernährungsumstellung hin, die zu einer Zunahme von Bakteriengattungen wie Escherichia, Shigella und Eubacterium führen. Als Fuster das Projekt im Jahr 2010 vorstellte, wies er darauf hin, wie schwierig es ist, Herz-Kreislauf-Probleme frühzeitig zu diagnostizieren, und wie einfach es ist, ihnen mit Maßnahmen wie Sport, gesunder Ernährung und Rauchverzicht vorzubeugen.
Die neue Studie zeigt, dass die Blutspiegel von Imidazolpropionat bei Menschen mit einer Ernährung, die reich an Gemüse, Obst, Vollkornprodukten, Fisch, Tee und fettarmen Milchprodukten ist, niedriger sind.
Der argentinische Mikrobiologe Federico Rey und der indische Pathologe Vaibhav Vemuganti loben die „aufregenden Möglichkeiten“, die die neue Studie für die Prävention und Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen eröffnet.
In einem Kommentar, der ebenfalls am Mittwoch in Nature veröffentlicht wurde, betonen die beiden Experten, dass die Exposition gegenüber Imidazolpropionat die Plaquebildung in den Arterien von Mäusen verschlechtert. „Dieser Effekt tritt unabhängig von Veränderungen des Cholesterinspiegels auf, ein überraschendes Ergebnis angesichts der zentralen Rolle von Cholesterin bei der Entstehung von Atherosklerose“, schreiben die beiden Spezialisten von der University of Wisconsin-Madison. "Diese Entdeckung bietet einen interessanten Hinweis auf einen möglichen neuen Faktor, der an der Entstehung von Atherosklerose beteiligt ist. Dies ist sehr wichtig, denn obwohl die Senkung des Cholesterinspiegels - beispielsweise durch so genannte Statine - das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen wirksam verringern kann, erleidet ein beträchtlicher Anteil der Menschen immer noch unerwünschte kardiovaskuläre Ereignisse wie Herzinfarkte oder Schlaganfälle", warnen sie. Das CNIC selbst erklärte in einer Erklärung, dass die neue Studie die Diagnose und Behandlung von Atherosklerose revolutionieren könnte.
Sancho betont, dass die Arbeit dank der Mitarbeit Tausender freiwilliger Mitarbeiter des Banco Santander in Madrid, aber auch dank Zuschüssen in Höhe von 1 Million Euro von der Stiftung „la Caixa“, 150 000 Euro vom Europäischen Forschungsrat und 100 000 Euro von der staatlichen Forschungsagentur möglich wurde.
CNIC--Manuel Ansede
Madrid - JUL 17, 2025 - 10:50 GMT+2
