Podcast-Folge 5 - Was hat Broccoli mit Darmkrebs zu tun?

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Herzlich willkommen zum Podcast „Aus Forschung wird Gesundheit“ aus dem Berlin Institute of Health, dem BIH. Wir wollen in diesem Podcast Fragen beantworten rund um das Thema Gesundheit und Gesundheitsforschung. Mein Name ist Stefanie Seltmann, ich bin Pressesprecherin im BIH.

Heute bin ich zu Gast im Institut für Mikrobiologie und Infektionsimmunologie der Charité und ich möchte wissen, was Broccoli mit Darmkrebs zu tun hat. Angeblich ist er ja sehr gesund, stärkt das Immunsystem und soll sogar vor Krebs schützen. Beantworten kann mir diese Frage der Leiter des Instituts, BIH Professor Andreas Diefenbach. Er hat untersucht, welche Rolle das Immunsystem beim Schutz vor Darmkrebs spielt – und ist dabei auch dem Broccoli auf die Schliche gekommen.

Seltmann: Herr Diefenbach, wie entsteht überhaupt Darmkrebs?

Diefenbach: Das momentane Dogma ist, dass am Anfang die DNA-Schädigung wahrscheinlich in einer Stammzelle steht. Also werden durch Einflüsse aus der Umwelt Mutation generiert, das können Bakterien sein, die genotoxisch sind, das können Nahrungsmittel sein, die genotoxisch sind. Und dieser Pool an veränderten Zellen führt, wenn noch andere Faktoren hinzukommen und diese Mutationen zum Ausreifen bringen, dazu, dass eine Zelle, meist eine Stammzelle, entartet und dann den ganzen Prozess der Kanzerogenese unterläuft.

Seltmann: Welche Rolle spielt das Immunsystem dabei?

Diefenbach: Das Immunsystem hat verschiedenste Funktionen, eine Funktion, die gut bekannt ist, dass Immunzellen, vor allen Dingen T-Zellen, Antigene erkennen können, die in Tumoren neu vorhanden sind, die man in dem normalen Gewebe nicht findet und die deshalb  antigenspezifisch aktiviert werden können und die Tumorzelle töten können. In diesem Fall war es jetzt so, dass wir ein Zytokin gefunden haben, das direkt von Immunzellen auf Stammzellen wirkt und den Stammzellen hilft, mit genotoxischen Bestandteilen zum Beispiel aus der Ernährung zurechtzukommen. Das heißt, wir haben eine körpereigene Antwort, die in allen Zellen aktiv ist. Wir nennen das die DNA-Schadensantwort, die jede Zelle benutzen kann, um Schädigungen in ihrem Genom zu reparieren. Und diese Antwort, die ist evolutionär konserviert, die findet man bis in ganz einfache Lebewesen hinein. Und diese Antwort kann durch dieses Zytokin geölt werden, wenn Sie so wollen. Also die ist nicht total abhängig davon, aber dieses Zytokin kann helfen, diese Antwort effizienter ablaufen zu lassen.

Seltmann: Also Zytokin übersetzen wir mal mit Botenstoff. Die Immunzellen schütten einen Botenstoff aus, der die Reparatur der DNA, also des Erbguts, unterstützt. Jetzt könnte man ja auf die Idee kommen, diese Botenstoffe künstlich zuzuführen – jeden Tag eine Tablette mit Botenstoff und ich bin geschützt vor Darmkrebs.

Diefenbach: Ja, das könnte ein Konzept sein (lacht). Man muss sagen, dass in Tumormodellen im Darm gezeigt wurde, dass es sehr abhängig davon ist, wann diese Substanz, also dieser Botenstoff gegeben wird. Wir können zeigen, dass in der Tat in dem Moment, wo dieser DNA-Schaden in die Stammzelle eingeführt wird, es sehr benifiziell ist, diesen Botenstoff dabei zu haben, weil die Zelle dann besser den DNA-Schaden reparieren kann. Wir wissen aber auch: Wenn die Zelle schon weiter in der Tumorentwicklung ist, dann scheint die gleiche Substanz eher den gegenteiligen Effekt zu haben und Tumorentwicklung anzutreiben. Das heißt, das als globales Regime zu verfolgen, ist wahrscheinlich nicht hilfreich. Was uns auch aufgefallen ist, ist, dass diese Substanz meist ausgeschüttet wird, wenn in der Umwelt verstärkt genotoxische Substanzen, vor allen Dingen durch die Nahrung zugeführt werden. Das heißt, es ist sozusagen ein schnelles Anschwellen an Konzentration dieser Substanz und dann aber auch wieder ein schnelles Abfluten, sodass wahrscheinlich es ganz kritisch ist, dass in dieser kritischen Phase, in der man die Substanz braucht, sie vorhanden ist. Und das ist natürlich durch eine Therapie, die man konstant gibt, ganz schwer darzustellen.

Seltmann: Sie haben ja auch herausgefunden, dass bestimmte Inhaltsstoffe aus bestimmten Kohlsorten, zum Beispiel Brokkoli, die Produktion von genau diesem IL-22-Botenstoff ankurbeln. Ist dies das Geheimnis, warum Brokkoli angeblich so gesund ist?

Diefenbach: Es wird schon lange spekuliert, dass Phytochemikalien in Brokkoli, vor allen Dingen die Gruppe der sogenannten Glucosinolate, gesundheitsfördernde Wirkungen haben soll, wenn es um Kanzerogenese-Experimente im Darm geht. Keiner wusste so genau, wie das funktioniert. Wir konnten zeigen, dass in der Tat einige Untergruppen dieser Phytochemikalien selber genotoxisch sind. Das heißt, jedes Mal, wenn wir Brokkoli essen, untergehen wir eine voll entwickelte DNA-Schadensantwort. Wir challengen unser Genom damit, wenn wir Brokkoli essen. Als Reaktion des Körpers darauf machen wir halt mehr von diesen Botenstoffen, die uns helfen, mit diesem DNA-Schaden umzugehen. Also das könnte eine Grundlage sein, warum das gesundheitsfördernd ist. Ich halte das für eine ganz wichtige Frage, weil es in der Tat Wissenschaftler, aber auch Firmen gibt, die begonnen haben, zum Beispiel Pflanzen zu erzeugen, die sie so als Supergemüse verkaufen wollen, die besonders viel von diesen Glucosinolaten haben. Und deshalb halte ich es für wichtig, dass wir besser verstehen, was solche Beimischungen von Pflanzen für eine Auswirkung auf unseren Organismus hat. Da muss man ganz ehrlich sagen: Wir wissen ganz, ganz wenig. Was die Nahrung mit uns auf molekularer Ebene macht, das ist weitestgehend unklar.

Seltmann: Sie hatten schon gesagt, dass dieses IL-22, dieser Botenstoff sozusagen vorbeugend durchaus schützen kann vor DNA-Schäden, aber wenn der Tumor schon weiter fortgeschritten ist, möglicherweise das Gegenteil bewirkt. Wenn ich mir das jetzt umrechne auf Brokkoli: Könnte man da sagen, dass man Brokkoli, wenn man gesund ist, ruhig oft essen soll, wenn man aber erst mal an Krebs erkrankt ist, ihn dann besser meiden soll?

Diefenbach: (lacht) Ja, also wenn man das eins zu eins so übersetzen möchte, ist das wahrscheinlich in der Tat so. Aus unserer Studie, denke ich, ergeben sich jetzt erst mal keine Anweisungen für die Ernährung oder für eine gute Ernährungspraxis. Wir wollten verstehen: Was sind denn eigentlich die Regelkreise, die in unserem Organismus existieren, um sich auch mit adversen Einflüssen von Nahrungsstoffen auseinanderzusetzen? Wir haben noch nicht ganz verstanden, warum IL-22 solche fast widersprüchlichen Eigenschaften haben kann, und es ist sicherlich denkbar, dass, wenn man die Pathways dann mal genau verstandenen hat, dass wir wirklich nur den gesundheitsfördernden Pathway anschalten und den anderen sozusagen völlig unberührt lassen. Aber ich glaube, dazu müssen wir einfach noch mehr Daten sammeln. Das ist immer so. Wenn man das macht, was ja allgemein als Discovery Science bezeichnet wird, dann macht man erst mal eine Entdeckung und dann dauert es halt meist noch ein paar Jahre, bis man es so weit aufdröseln kann, dass man auch wirklich sagen kann: Wenn wir diesen Pathway in dieser Situation angehen, dann ist es auch sicher, dass wir nur die erwünschten Effekte sehen und keine unerwünschten.

Seltmann: Jetzt gibt es ja auch sogenannte ungesunde Lebensmittel, zum Beispiel rotes Fleisch. Das soll das Darmkrebsrisiko erhöhen.

Diefenbach: Also das haben wir uns ein bisschen angeguckt in der Studie. Das heißt, wenn man Brokkoli isst und in Mäusen kann man das machen, dass man die auf Diäten setzt, die sozusagen überhaupt keine pflanzlichen Bestandteile mehr haben, und dann einen solchen Bestandteil aus Brokkoli dort hinzufügt, also ein relativ gut kontrolliertes Experiment – und dann Mäuse, die gar keine Pflanzenbestandteile mehr zu sich nehmen, vergleicht, wie die mit einem DNA-Schaden umgehen, der jetzt von einer ganz anderen Substanz kommt, in diesem Fall haben wir nicht rotes Rindfleisch genommen, sondern einfach Bestrahlung, also ionisierende Strahlung, dann sehen wir in der Tat, dass die Tiere, die mit Substanzen aus Brokkoli gefüttert wurden, wesentlich besser mit dem DNA-Schaden umgehen konnten.

Seltmann: Sie haben Ihre Erkenntnisse, Sie haben es eben gesagt, an Mäusen gewonnen. Wie sicher sind Sie denn, dass die Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind?

Diefenbach:  Also das Interleukin-22 genauso wie den Interleukin-22-Rezeptor auf Epithelzellen und epithelialen Stammzellen des Darms finden wir in Mensch und Maus. Die Zellen, die das machen, sind in Mensch und Maus auch sehr ähnlich. Wir wissen sogar, dass wir einige genetische Veränderungen im IL-22-Lokus, sogenannte Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), die prädiktiv für Tumorwachstum sind, auch beim Menschen finden. Das heißt, ich könnte mir gut vorstellen, dass in der Tat ähnliche Pfade auch beim Menschen vorhanden sind. Aber wie das so ist: man macht erst eine Beobachtung in Tiermodellen und validiert es dann human. Ich denke, das ist das, was wir und viele andere weltweit jetzt gerade versuchen.

Seltmann: Essen Sie persönlich gerne Brokkoli?

Diefenbach: Nee. (lacht) Eigentlich wirklich nicht. Wie gesagt, es gibt auch andere Gemüse, die das haben, das ist die ganze Gruppe, diese sogenannten Kreuzblütler, dazu gehört auch Rosenkohl zum Beispiel, andere Kohlgemüse, die ich dann durchaus ganz gerne mag. Aber Brokkoli selber finde ich jetzt gar nicht so (lacht) ... gehört nicht zu meinen Lieblingsgemüsen.

Seltmann: Wie geht es denn jetzt weiter, was wollen Sie als Nächstes erforschen, was ist der nächste Schritt?

Diefenbach: Wir haben im Tumormodell noch einige Fragen, also was ist wirklich die Rolle vor allen Dingen dieser verschiedenen Zellpopulationen, die das Interleukin-22 machen können. Während der Tumorentstehung sehen wir das auch in anderen Typen von Tumoren zum Beispiel. Wir haben die Geschichte im Darm begonnen, aber wenn wir gewusst hätten, dass die Verarbeitung der DNA-Schadensantwort das zentrale Thema geworden wäre, hätte man sich vielleicht auch gerne mal die Haut angeguckt und das Melanom. Das ist das, was wir jetzt gerade tun. Und da scheinen ähnliche Mechanismen zu wirken. Ich denke, in einem breiteren und weiteren Sinne interessieren uns vor allen Dingen Regelkreise, die wir in unserem Körper benutzen, um uns an unsere Umwelt gut anzupassen, weil wir glauben, dass eben eine Fehlsteuerung solcher Regelkreise die Ursache für viele entzündliche Erkrankungen ist, die wir heute sehen. Ich denke, in diesem Gebiet werden wir uns sicherlich über die nächsten Jahre weiterentwickeln.

Seltmann: Vielen Dank, Herr Diefenbach.

Das war der BIH-Podcast „Aus Forschung wird Gesundheit“ aus dem Berlin Institute of Health. BIH Professor Andreas Diefenbach antwortete auf die Frage: Was hat Broccoli mit Darmkrebs zu tun? Falls Sie auch eine Frage zur Gesundheit oder zur Gesundheitsforschung haben, schicken Sie sie gerne an info@bihealth.de. Tschüss bis zum nächsten Mal sagt Stefanie Seltmann.