Entzündliche Darmerkrankungen sind aufgrund erhöhter enterischer Oxalatwerte mit einem erhöhten Risiko für Hyperoxalurie und folglich mit Nephrolithiasis assoziiert. Der Anionentransporter PAT1, auch bekannt als SLC26A6, spielt in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle, indem er Oxalat und Bikarbonat im Darm transportiert und zur Aufrechterhaltung der Darmbarriere beiträgt. Eine neue Studie an PAT1-Knockout-Mäusen (PKO) zeigte, dass der Verlust dieses Transporters zu einer verstärkten Darmdurchlässigkeit und einem gestörten Darmmikrobiom führt. Insbesondere die Reduktion von Tight-Junction-Proteinen im Darm, schützenden Mikroben und deren Metaboliten, wie Butyrat, spielen eine wichtige Rolle bei der Entstehung entzündlicher Prozesse im Darm.
Der Verlust von PAT1 führt nicht nur zu einer gestörten Darmbarriere, sondern auch zu einer erhöhten Anfälligkeit für entzündliche Darmerkrankungen wie Kolitis. In Experimenten mit chemisch induzierter Kolitis zeigte sich, dass PAT1-defiziente Mäuse signifikant stärker von Darmentzündungen betroffen waren als ihre wildtypischen Gegenstücke. Diese Mäuse wiesen ausgeprägtere Symptome wie Gewichtsverlust, starke Gewebeschäden und erhöhte Entzündungsreaktionen auf.
Ein weiteres zentrales Ergebnis der Studie ist die Feststellung, dass der Verlust von PAT1 zu einer mikrobiellen Dysbiose führt. PAT1-defiziente Mäuse zeigten eine signifikante Abnahme von butyratproduzierenden Bakterien sowie eine insgesamt veränderte Zusammensetzung des Darmmikrobioms. Diese Dysbiose korreliert mit der erhöhten Darmpermeabilität und der Anfälligkeit für entzündliche Prozesse.
Die Studienergebnisse zeigen, dass der Verlust von PAT1 zu einer verminderten Expression von Tight-Junction-Proteinen führt, welche die wichtigsten Determinanten der parazellulären Permeabilität darstellen. Gleichzeitig wurden erhöhte Spiegel des entzündungsfördernden Proteins Claudin-2 festgestellt, welches die Permeabilität der Darmwand weiter erhöht. Diese und andere Veränderungen der Proteinexpression können maßgeblich zur Entstehung und Verschlimmerung von Darmentzündungen beitragen.
Die vorliegenden Forschungsergebnisse unterstreichen die zentrale Rolle des Anionentransporters PAT1 bei der Aufrechterhaltung der Darmbarriere und der Prävention von Darmentzündungen. Der Verlust dieses Transporters führt zu einem gestörten Mikrobiom, erhöhter Darmpermeabilität und einer gesteigerten Anfälligkeit für entzündliche Darmerkrankungen. Diese Erkenntnisse könnten neue therapeutische Ansätze zur Behandlung von entzündlichen Darmerkrankungen eröffnen, insbesondere durch gezielte Beeinflussung des PAT1-Signalwegs und des Darmmikrobioms. Weitere Studien sind jedoch erforderlich, um die translationalen Möglichkeiten dieser Erkenntnisse in der klinischen Praxis zu evaluieren.