Der Magen-Darm-Trakt umfasst alle Stationen des Verdauungssystems, angefangen bei Mund, Rachen und Speiseröhre über den Magen, den Dünn- und Dickdarm, das Rektum und den Anus. Diese Organe arbeiten zusammen, um Nährstoffe aus unserer Nahrung aufzunehmen und Abfallstoffe zu entsorgen. Zugleich dient der Magen-Darm-Trakt als Barriere gegen Krankheitserreger und spielt eine wichtige Rolle für unsere Gesundheit.
Weltweit leiden jedoch Millionen Menschen an Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts wie Magen- oder Dickdarmkrebs, Zöliakie oder den chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen Colitis ulcerosa und Morbus Crohn. Zu den Krankheitssymptomen gehören oft Bauchschmerzen, Durchfall, Blutungen aus dem After, extreme Müdigkeit und Gelenkprobleme. Um zu verstehen, was bei diesen Krankheiten auf zellulärer Ebene im Darm passiert, haben Forscher unabhängig voneinander bereits zahlreiche Studien durchgeführt. Dabei betrachteten sie jedoch meist nur einzelne Zelltypen und Krankheitsbilder und verwendeten unterschiedliche Methoden. Das erschwert den Vergleich und die Zusammenfassung der Ergebnisse.
Atlas aller Darmzellen
Ein Team um Amanda Oliver vom britischen Wellcome Trust Sanger Institute hat nun 25 solcher Einzelstudien zum Magen-Darm-Trakt detailliert ausgewertet und standarisiert zusammengefasst. Die Einzelstudien enthaltenen Daten zu den Merkmalen von insgesamt 1,6 Millionen Darmzellen aus dem Gewebe von kranken und gesunden Menschen, von Kindern und Erwachsenen. Daraus ist nun die bislang umfassendste Karte unseres Darms entstanden. Der Atlas markiert, welche Zellen sich wo befinden und wie sie miteinander interagieren. „Räumliche und Einzelzell-Daten liefern einzigartige Informationen darüber, wie Darmzellen interagieren, die genutzt werden können, um ein tiefgreifendes Verständnis der Funktionsweise des menschlichen Körpers zu erlangen“, erklärt Oliver. Der Atlas ist öffentlich, so dass Forscher weltweit nun erstmals ein vollständiges Bild des menschlichen Darms haben. Daraus können sie besser als zuvor Veränderungen oder Unterschiede identifizieren, die am Auftreten von Darmerkrankungen beteiligt sein könnten.
Oliver und ihre Kollegen identifizierten so beispielsweise eine Art von Dünndarmzellen, die eine Rolle bei Entzündungen im Darm spielen könnte: metaplastische Epithelzellen, die sich zu anderen Epithelzellen umwandeln. Diese Form der Umwandlung ist eigentlich an der Heilung der Magenschleimhaut beteiligt. Das Team entdeckte jedoch, dass diese Zellen im Dünndarm genetische Ähnlichkeiten mit Drüsenzellen im Magen und Zwölffingerdarm aufwiesen, die nachweislich an Entzündungen beteiligt sind. Oliver und ihre Kollegen vermuten anhand ihrer Daten, dass sich die Stammzellen im Dünndarm bei solchen Darmerkrankungen hin zu metaplastischen Zellen verändern, die daraufhin über Botenstoffe das Immunsystem triggern und so weitere Entzündungsreaktionen fördern. Es kommt demnach zu einer entzündlichen Kettenreaktion.
