Dortmund: Der Tryp­to­phan­me­ta­bo­lis­mus im Span­nungs­feld zwischen Grund­la­gen­for­schung und Klinik

Zur biomedizinischen Be­deu­tung des Kynureninpfades bei chronischen Er­kran­kun­gen haben Prof. Philipp Zimmer und Dr. Niklas Joisten vom Institut für Sport und Sport­wis­sen­schaft der TU Dort­mund kürz­lich einen „Opinion Article“ im Fach­ma­ga­zin Trends in Molecular Medicine ver­öf­fent­licht. Die Ar­beit stellt für die beiden TU-Forscher die Grundlage dar, um die gesundheitsfördernde Wirkung von regelmäßigem Sport bei chronischen Er­kran­kun­gen besser zu ver­ste­hen.

Prof. Philipp Zimmer und Dr. Niklas Joisten vom Institut für Sport und Sport­wis­sen­schaft der TU Dort­mund forschen im Be­reich Sportmedizin.

Prof. Philipp Zimmer und Dr. Niklas Joisten vom Institut für Sport und Sport­wis­sen­schaft der TU Dort­mund forschen im Be­reich Sportmedizin.

TU Dort­mund

Ami­no­säu­ren sind die Grundbausteine für Proteine, die im mensch­li­chen Organismus vielfältige Aufgaben überneh­men – zum Bei­spiel als Motorproteine, Rezeptoren, Hormone oder Enzyme. Ferner dienen einzelne Ami­no­säu­ren und deren Abbauprodukte als Signalmoleküle, die bei der intra- und interzellulären Kom­mu­ni­ka­ti­on etwa im Im­mun­sys­tem und dem Nervensystem, eine zentrale Rolle spielen und da­rü­ber hinaus maß­geb­lich an der Energiehomöostase be­tei­ligt sind. Der Tryp­to­phan­me­ta­bo­lis­mus, ein evolutionär hochkonservierter Ab­bau­weg ausgehend von der  Aminosäure Tryptophan, die über die Nahrung auf­ge­nom­men wer­den muss, ist integraler Be­stand­teil dieser biologischen Aspekte. Der größte Anteil des Tryptophans, mehr als 90 Pro­zent, wird über den so­ge­nann­ten Ky­nu­re­nin­pfad verstoffwechselt, der in nahezu allen Zellen und Gewebstypen ablaufen kann.

Funk­ti­ons­wei­se des Kynureninpfads

Darstellung des Kynureninpfads, dem primären Ab­bau­weg der essenziellen Aminosäure Tryptophan.

Darstellung des Kynureninpfads, dem primären Ab­bau­weg der essenziellen Aminosäure Tryptophan.

TU Dortmund

Nachdem in den letzten Jah­ren klar wurde, dass der Ky­nu­re­nin­pfad bei verschiedensten chronischen Er­kran­kun­gen dysreguliert ist, bilden einzelne Enzyme viel­ver­sprechende Angriffspunkte für Medikamente zur Behandlung von bei­spiels­weise onkologischen und neurodegenerativen Er­kran­kun­gen. Entgegen der Annahme, dass der Ky­nu­re­nin­pfad eine Art pa­tho­lo­gischer Treiber dieser Er­kran­kun­gen ist, existiert jedoch auch Evidenz zu kompensatorischen Wirkungen hinsichtlich des Fortschreitens von ins­be­son­de­re immunvermittelten Er­kran­kun­gen (z.B. Multiple Sklerose, Rheuma). Hier setzt die Ar­beit von Prof. Philipp Zimmer und Dr. Niklas Joisten vom Institut für Sport und Sport­wis­sen­schaft der TU Dort­mund an. Sie haben sich mit der Fra­ge, ob ein dysregulierter Ky­nu­re­nin­pfad einen Pa­tho­me­cha­nis­mus oder einen Kom­pen­sa­ti­ons­me­cha­nis­mus darstellt, in dem „Opinion-Article“ befasst, der kürz­lich im Fach­ma­ga­zin Trends in Molecular Medicine ver­öf­fent­licht wurde. Die Publikation ist das Resultat einer inter­natio­nalen Ko­ope­ra­ti­on der beiden TU-Forscher mit Wis­sen­schaft­lern aus Schweden und Australien, die führende Experten auf dem Gebiet des Tryp­to­phan­me­ta­bo­lis­mus sind. Die Erkennt­nisse sind wegweisend für die zukünftige Ent­wick­lung von Boostern versus Inhibitoren des Kynureninpfades für die Behandlung ver­schie­dener chronischer Er­kran­kun­gen.

Die biomedizinische Einordnung und Interpretation des Tryp­to­phan­me­ta­bo­lis­mus stellt für Dr. Joisten und Prof. Zimmer die Grundlage dar, um ihrem eigentlichen For­schungs­schwer­punkt nachzugehen: Sie verfolgen die robusten Effekte von körperlichen Belastungen auf den Tryp­to­phan­me­ta­bo­lis­mus, um die gesundheitsfördernde Wirkung von regelmäßigem körperlichem Train­ing und Sport bei chronischen Er­kran­kun­gen besser zu ver­ste­hen. In diesem Zu­sam­men­hang scheint der Ky­nu­re­nin­pfad als zentraler Ab­bau­weg des Tryp­to­phan­me­ta­bo­lis­mus eine wich­ti­ge Stellschraube im Span­nungs­feld zwischen zugrunde liegenden molekularen Mechanismen und der Ver­bes­se­rung von klinischen Messgrößen durch Sport und Bewegung einzunehmen. Beide Forscher sind 2020 an das Institut für Sport und Sport­wis­sen­schaft der TU Dort­mund ge­kom­men, wo Prof. Zimmer die Pro­fes­sur für „Leistung und Ge­sund­heit (Sportmedizin)“ innehat. Der kürz­lich veröffentlichte Artikel ist eine wich­ti­ge Vorarbeit für in­ter­dis­zi­pli­nä­re For­schungs­pro­jekte innerhalb dieser Thematik, die die beiden Wis­sen­schaft­ler der­zeit mit inter­natio­nalen Pro­jekt­part­nern an den Start bringen.


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Zur Pressemitteilung beim idw.

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