• Die Studie wurde am 3. April 2025 in der Zeitschrift Scientific Reports (Nature) veröffentlicht.
• DOI: 10.1038/s41598-025-96346-3
• PubMed-ID: 40181080

Über die Autoren

Die Studie wurde unter der Leitung von Dr. Véronique Pascal-Moussellard, Wissenschaftlerin an der Université Grenoble Alpes (Frankreich), durchgeführt. Diese Universität zählt zu den führenden Forschungszentren Europas im Bereich der Immunologie und Biomedizin. Die Autoren des Artikels haben bereits in Fachzeitschriften wie Scientific Reports, Frontiers in Immunology und Cell Reports veröffentlicht und beschäftigen sich intensiv mit den Wechselwirkungen zwischen Mikrobiota, Entzündung und Tumorentwicklung.

Die hier vorgestellte Forschung wurde in der renommierten Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht, die zur Nature Publishing Group gehört.

Einleitung

Molekularer Wasserstoff (H₂) hat in den letzten Jahren aufgrund seiner antioxidativen, entzündungshemmenden und potenziell immunmodulatorischen Eigenschaften erheblich an Aufmerksamkeit gewonnen. Eine neue Studie eines Teams französischer Wissenschaftler zeigt, dass eingeatmeter Wasserstoff die zuvor beim Verzehr des präbiotischen Ballaststoffs Inulin beobachtete antitumorale Wirkung reproduzieren kann. Dies deutet darauf hin, dass H₂ als Schlüsselmediator bei der Aktivierung der antitumoralen Immunantwort des Körpers wirken könnte.

Begriffe

• Molekularer Wasserstoff (H₂) – ein farb- und geruchloses Gas, das aus zwei Wasserstoffatomen besteht. In niedrigen Konzentrationen (bis zu 4 %) ist es ungefährlich einzuatmen und kann positive gesundheitliche Wirkungen entfalten.
• Inulin – ein natürlicher Ballaststoff, der zum Beispiel in Chicorée-Wurzeln vorkommt. Er wird im Magen nicht verdaut, dient jedoch nützlichen Darmbakterien als Nahrung, welche bei der Fermentation Wasserstoff freisetzen.
• T-Lymphozyten – Immunzellen, die dem Körper helfen, veränderte oder infizierte Zellen, einschließlich Tumorzellen, zu erkennen und zu zerstören.
• CD4⁺- und CD8⁺-T-Zellen – Untertypen von T-Lymphozyten. CD4⁺-Zellen koordinieren die Immunantwort, während CD8⁺-Zellen Bedrohungen direkt angreifen und zerstören.
• Interferon-Gamma (IFN-γ) – ein Signalmolekül, das von T-Zellen ausgeschüttet wird, um Immunreaktionen, insbesondere gegen Tumore, zu verstärken.
• Gamma-Delta-T-Zellen (γδ T) – ein seltener, aber schnell reagierender Typ von T-Zellen, der Bedrohungen ohne klassische Mechanismen erkennen kann.

Was man früher über Inulin dachte

Bevor neue Daten vorlagen, wurden die antitumoralen und immunmodulatorischen Wirkungen von Inulin hauptsächlich der Produktion von kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs), wie Butyrat, Acetat und Propionat, während der Fermentation im Darm zugeschrieben. Diese SCFAs spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Stoffwechsels, der Entzündung und der Barrierefunktion des Darms.

Die neue Studie legt jedoch nahe, dass das entscheidende aktive Produkt möglicherweise nicht die Fettsäuren, sondern molekularer Wasserstoff (H₂) ist, der ebenfalls bei der Fermentation freigesetzt wird. Experimente an Mäusen zeigten, dass selbst ohne Inulin die direkte Inhalation von H₂ eine vergleichbare Wirkung auf das Tumorwachstum und die Aktivierung des Immunsystems hatte.

Dies deutet darauf hin, dass Wasserstoff – und nicht SCFAs – der Hauptfaktor für die positiven Wirkungen von Inulin auf das Immunsystem und die Tumorunterdrückung sein könnte.

Anstieg der Wasserstoffkonzentration nach Inulingabe

In der ersten Phase der Studie untersuchten die Forscher, ob Inulin tatsächlich zur Bildung von molekularem Wasserstoff im Körper führt. Mäusen wurde eine Einzeldosis von 70 Milligramm Inulin direkt über eine Sonde in den Magen verabreicht. In den folgenden vier Stunden wurde in regelmäßigen Abständen die Menge an ausgeatmetem Wasserstoff gemessen.

Es zeigte sich, dass der Wasserstoffgehalt in der Ausatemluft innerhalb einer Stunde deutlich anstieg, nach etwa zwei Stunden seinen Höhepunkt erreichte und für weitere zwei Stunden erhöht blieb. Dies bestätigt, dass Inulin tatsächlich die Produktion von molekularem Wasserstoff durch Fermentation im Darm auslöst.

Abbildung (a) zeigt das Versuchsdesign: Die Mäuse erhielten Inulin oder Wasser, und der ausgeatmete Wasserstoff wurde vier Stunden lang gemessen. Diagramm (b) zeigt die Wasserstoffproduktionsrate (HPR; nmol/s): Die gelben Balken (Inulingruppe) stiegen deutlich an, erreichten nach zwei Stunden ihren Höhepunkt und blieben bis zur vierten Stunde erhöht, verglichen mit den blauen Balken (Kontrollgruppe) (p < 0,05).

Immunmodulatorische Wirkung von Inulin und Wasserstoff

Die Mäuse erhielten entweder Inulin oral oder molekularen Wasserstoff zur Inhalation (3 %, 2 Stunden pro Tag, 5 Tage pro Woche), danach wurde ihr Immunprofil analysiert. Beide Behandlungen führten zu einer Erhöhung der zirkulierenden CD3⁺-T-Lymphozyten und insbesondere ihrer aktiven Subtypen CD4⁺, CD8⁺ und γδ T-Zellen. Auch der Anteil der Zellen, die Interferon-Gamma (IFN-γ) produzierten, stieg an.

Die Abbildungen zeigen: (a) das Behandlungsprotokoll; (b) die Zunahme von CD3⁺-T-Zellen; (c) die Verteilung der Subtypen; (d) die Produktion von IFN-γ. Alle Behandlungsgruppen unterschieden sich signifikant von den Kontrollen (*p < 0,05, **p < 0,01).

Antitumorale Wirkung von Wasserstoff und Inulin

Der Höhepunkt des Experiments war die Bewertung des Wachstums von B16 OVA-Melanomen bei Mäusen, denen nach einem 15-tägigen Behandlungszyklus Tumorzellen injiziert wurden. Sowohl Inulin als auch inhalierter Wasserstoff hemmten das Tumorwachstum im Vergleich zur Kontrollgruppe deutlich. Dreizehn Tage nach der Implantation war die Tumorgröße in beiden Behandlungsgruppen etwa drei- bis viermal kleiner als in der Kontrollgruppe.

Abbildung (a) zeigt den Behandlungsplan; Abbildungen (b) und (c) dokumentieren das Tumorwachstum; Abbildungen (d–f) zeigen erhöhte IFN-γ⁺-Zellanteile im Tumorgewebe (CD8⁺-, CD4⁺- und γδ T-Zellen). Die Unterschiede waren statistisch signifikant (p < 0,05).

Fazit

Die Daten zeigen, dass eingeatmeter molekularer Wasserstoff vergleichbare Wirkungen auf das Tumorwachstum und die Immunantwort hat wie Inulin. H₂ stellt somit einen potenziellen eigenständigen, nicht-invasiven therapeutischen Ansatz für zukünftige onkologische Strategien dar.