Titandioxid-Nanopartikel können Darmentzündungen verstärken

Sep 18

Titandioxid-Nanopartikel können Darmentzündungen verstärken

Die Häufigkeit von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen nimmt ständig zu. Verursacht werden die Krankheiten durch eine übersteigerte Immunreaktion gegen die Darmflora. Neben genetischen Faktoren spielen Umweltfaktoren eine wesentliche Rolle in der Entwicklung dieser Darmerkrankungen.

Nun zeigen Forschungsarbeiten von Gerhard Rogler, Professor für Gastroenterologie und Hepatologie der Universität Zürich, dass Titandioxid-Nanopartikel die Entzündungsreaktionen im Körper von Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen verstärken können.

Titandioxid ist ein weisses Pigment, das in Arzneimitteln, Kosmetika und Zahnpasta sowie zunehmend als Lebensmittelzusatzstoff E 171 beispielsweise in Zuckerguss, Kaugummis oder Marshmallows verwendet wird, aber besonders auch in Titan-Zahn-Implantaten.

Die Wissenschaftler um Gerhard Rogler konzentrierten sich bei ihren Untersuchungen auf einen Eiweisskomplex im Innern von Zellen: das NLRP3-Inflammasom.

Dieser Proteinkomplex ist Bestandteil des unspezifischen Immunsystems, der Gefahrensignale erkennt und in der Folge eine Entzündung auslöst. Wird das Inflammasom z.B. durch Bakterienbestandteile aktiviert, spielt die Entzündungsreaktion eine wichtige Rolle bei der Abwehr der Infektionserreger.

Ebenso kann NLRP3 durch kleine anorganische Partikel aktiviert werden – mitunter mit negativen Konsequenzen: Treten in den Zellen etwa Harnsäurekristalle auf, führt die Entzündung zu Gicht.

Zuerst untersuchte das Forscherteam den Effekt von anorganischen Titandioxid-Partikeln in Zellkulturen. Sie konnten zeigen, dass Titandioxid in menschliche Darmepithelzellen und Makrophagen (Fresszellen) eindringen und sich dort anreichern können.

Die Nanopartikel wurden vom Inflammasom als Gefahrensignal erkannt, was die Produktion von entzündungsfördernden Botenstoffen auslöste. Zudem wiesen Patienten mit Colitis ulcerosa, deren Darmbarriere gestört ist, erhöhte Konzentrationen von Titandioxid im Blut auf.

In einem weiteren Schritt verabreichten die Wissenschaftler Mäusen, die als Krankheitsmodell für chronisch-entzündliche Darmkrankheiten dienen, Titandioxid-Nanopartikel oral. Auch hier aktivierten die Partikel den NLRP3-Komplex, was bei den Mäusen zu einer stärkeren Darmentzündung und einer größeren Schädigung der Darmschleimhaut führte.

„Aufgrund unserer Ergebnisse“, folgert Rogler, „sollten Patienten mit einer Störung der Darmbarriere, wie sie bei Darmentzündungen auftritt, auf Titandioxid-haltige Nahrungsmittel und Implantate verzichten.“