Fördern Darmmetaboliten die periphere Nervenregeneration ?

Wie in meinem kürzlich erschienen Buch über Nervenregeneration ab S. 75 beschrieben, wird seit vielen Jahren versucht, die Effizienz und Spezifität peripherer Nervenregeneration zu steigern. Es gibt dazu pharmakologische Ansätze, aber auch der Einsatz neurotropher Faktoren sowie zelluläre und gentherapeutische Verfahren sind vorgeschlagen worden. Diese haben in vorklinischen Tierversuchen oft erstaunliche Erfolge gezeigt. Leider hat es aber trotz zahlreicher klini­scher Studien, die jeder Zulassung von neuen Therapien vorausgehen müssen, bis heute kein neues Medika­ment in den klinischen Alltag geschafft. Es kommen aber neben den allgemein anerkannten Rehabilitationsmaß­nahmen elektrische und manuelle Stimulationstherapien zum Einsatz, da sie die Reinnervation der gelähmten Muskulatur verbessern.

Darüber hinaus spielen vermutlich auch unsere Er­nährungsgewohnheiten eine Rolle, denn intermittierendes Fasten reduziert langfristig nicht nur das Körpergewicht, sondern fördert auch die Axonregeneration (zumindest im Tierversuch). Offenbar stellen beim Hungern gram-positive Bakterien im Darm regenerationsfördernde Metaboliten her, wobei die kommerziell erhältliche Indol-3-Propionsäure (IPA) eine Schlüsselrolle spielt.

Die Produktion von IPA durch das Darmbakterium Clostridium sporogenes ist für eine effiziente axonale Regeneration erforderlich, wie die Arbeitsgruppe um Simone Di Giovanni in Nature in 2022 nachweisen konnte. Nach Verabreichung von IPA verbesserte sich in Mäusen die Regeneration und funktionelle Erholung verletzter Ischiasnerven erheblich. Aufgrund von RNA-Sequenzierungen der dorsalen Ischiaswurzelganglien wiesen sie eine bedeutende Rolle der neutrophilen Chemotaxis in diesem Zusammenhang nach, also der Rekrutierung von Immunzellen mit phagozytärer Funktion in den verletzten Nerven hinein durch Aktivierung des IPA-Rezeptors Pregnan X (PXR).

Neutrophile Granulozyten werden für die axonale Regeneration im peripheren und zentralen Nervensystem benötigt, indem sie regenerative Signale, z.B. Interferone (IFNγ), an die verletzten Neurone übermitteln. Möglicherweise könnte die Identifizierung von bakteriellen Fettsäuren zur oralen oder intravenösen Verabreichung daher vielversprechende neue therapeutische Möglichkeiten bieten, um die axonale Regeneration zu fördern.

Referenz:

Serger E, Luengo-Gutierrez L, Chadwick JS, …, Di Giovanni S (2022) The gut metabolite indole-3 propionate promotes nerve regeneration and repair. Nature 607:585

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