Die Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO) als zentraler Regulator des Tryptophan-/ Kynurenin-/ Serotonin-Haushaltes

Es ist heute unbestritten, dass zur Entwicklung einer Erkrankung aus dem depressiven Formenkreis nicht nur psychologische, sondern auch biologische Faktoren beitragen. Ihre Diagnostik fördert das Verständnis der unterschiedlichen Verlaufsformen und ermöglicht neue Ansatzpunkte für eine individualisierte Therapie. Gut untersucht und klinisch relevant ist dabei das Enzym IDO (Indolamin-2,3-Dioxygenase). Eine erhöhte IDO-Aktivität ist Ausdruck einer neuro-endokrino-immunologischen Fehlregulation, die häufig auch mit einer depressiven Symptomatik einhergeht: 

IDO fördert den Abbau von Tryptophan und hemmt so die Serotonin-Synthese

Wie Abb. 1 zeigt, wird Tryptophan in Abhängigkeit von der IDO-Aktivität entweder zu Serotonin umgewandelt oder aber zu Kynureninen abgebaut. Eine erhöhte IDO-Aktivität führt zu Tryptophan-Mangelzuständen, die aufgrund der dadurch verminderten Serotonin-Synthese im ZNS depressive Symptome hervorrufen können.  

IDO produziert Kynurenine, die ebenfalls im Nervensystem wirksam sind

Erhöhte IDO-Aktivität ruft aber nicht allein durch Serotoninmangel sondern auch durch die gebildeten Kynurenine Störungen der ZNS-Regelkreise hervor. Zu den Kynureninen zählen u.a. Quinolinsäure und 3-OH-Kynurenin, die neurotoxische Effekte haben und eine depressive Symptomatik fördern. 

IDO wird durch Entzündungen aktiviert

IDO wird in Monozyten und Lymphozyten exprimiert und durch proentzündliche Zytokine induziert, insbesondere durch IFNgamma (IFNγ). Zu den Ursachen einer dauerhaft erhöhten IDO-Aktivität zählen

  • Chronische TH1-dominante Entzündungen
  • Behandlung mit Interferonen (z.B. bei HCV-Infektion)
  • IFNg -Polymorphismus 874T/A


Die Physiologie dieses Mechanismus ist, dass eingedrungenen Erregern die essentielle Ami-nosäure Tryptophan entzogen und dadurch ihre Vermehrung eingedämmt wird.  

Abb.1:
IDO entzieht der Serotonin-Synthese Tryptophan und bildet Kynurenin-Metabolite. 

Wann ist eine Tryptophan-Supplementierung sinnvoll?

Bei Erkrankungen des depressiven Formen-kreises ist ein möglicher Therapieansatz, die Serotonin-Synthese durch Tryptophan-Gabe zu stabilisieren. Da jedoch hohe Tryptophan-Spiegel bei erhöhter IDO-Aktivität eher die Bildung von Kynureninen als die von Serotonin steigern, sollte die Supplementierung nur erfolgen, wenn

  • keine erhöhte IDO-Aktivität vorliegt,
  • Tryptophan-Spiegel nachweislich niedrig
  • und Entzündungsmarker wie IP-10 oder TNFalpha (TNF-α) nicht erhöht sind

Wann kann eine anti-entzündliche Therapie helfen?

Erhöhte TNF-α- und IFNγ-Serumspiegel (IFNγ ist besser über IP-10 messbar) zeigen ein systemisches Entzündungsgeschehen an und steigern die IDO-Aktivität. Dadurch spielen sie eine kausale Rolle für den IDO-vermittelten Serotoninmangel bzw. Kynurenin-Überschuss. Ist keine kausale Therapie der Entzündung möglich, kann eine allgemeine antientzündliche Therapie erwogen werden, um den depressiven Beschwerden entgegenzuwirken. 

Anti-entzündliche Therapie bei IFNg 874T/A

Eine antientzündliche Therapie kann insbesondere angeraten sein, wenn neben erhöhten IP-10-Spiegeln der Polymorphismus IFNg-874T/A vorliegt. Da diese Patienten auch ohne adäquaten Entzündungsreiz mehr IFNγ (und nachfolgend auch IP-10) produzieren, verschiebt sich der therapeutische Fokus bei ihnen auf eine antientzündliche Behandlung. 

Diagnostik

Zur Bestimmung der IDO-Aktivität wird der entzündungsvermittelte Tryptophan-Abbau in isolierten Blutzellen des Patienten untersucht. Tryptophan, IP-10 und TNF-α werden mittels Antikörper-basierter Verfahren bestimmt. Die Analyse von IFNg 874T/A erfolgt über DNA-Sequenzierung. 

Material

  • IDO-Aktivität: 2x10ml Heparinblut;
  • IP-10, TNF-α: Serum
  • Tryptophan: 2ml EDTA-Plasma
  • IFNg 874T/A: 2ml EDTA-Blut 

Abrechnung

Die Analysen kosten für Selbstzahler (1xGOÄ):

  • IDO-Aktivität: 79,27€
  • IP-10: 27,98€
  • TNF-α: 26,23€
  • IFNg 874T/A: 93,26€


Tryptophan ist auch kassenärztlich abrechenbar. Bei Privat-Versicherten wird der 1,15-fache Satz berechnet.  

Literatur

Miura et al., Stress 2008; 11: 198-209.
Oxenkrug et al., Journal of Neural Transmission 2011; 118: 271-274.
Schröcksnadel et al., Clinica Chimica Acta 2005; 364: 82-90. 

Für Rückfragen stehen Ihnen zur Verfügung:
Dr. Katrin Huesker      (030) 77001 – 190
Dr. Volker von Baehr  (030) 77001 – 220

Abb. 2:
Diagnostik-Schema Tryptophan-Haushalt und Entzündung bei depressiver Symptomatik