Powered by

Die natürliche Darmflora kurbelt das Immunsystem an

Signale von natürlichen Darmbakterien sind notwendig für eine effektive Immunantwort gegen verschiedene virale oder bakterielle Erreger. Das war das Ergebnis von Versuchen im Team um Prof. Dr. Andreas Diefenbach und Stephanie Ganal, Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene des Universitätsklinikums Freiburg. Die Studie ist in der aktuellen Online-Ausgabe des Cell Press Journals Immunity veröffentlicht.

Billionen von Bakterien besiedeln den Darm eines gesunden Menschen und den vieler Tiere. Sie werden als natürliche Darmflora bezeichnet. Sie ist an der Verdauung sowie am Vitaminstoffwechsel beteiligt und ist für den Wirtsorganismus von entscheidender Bedeutung. In den vergangenen Jahren haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gezeigt, dass die Darmflora ebenfalls bei der Bildung des Immunsystems im Darm eine wichtige Rolle spielt und dass Veränderungen der Darmflora ein gesteigertes Risiko für Lebensmittelallergien oder chronisch-entzündliche Darmerkrankungen darstellen. „Inwieweit die Darmflora auch immunologische Vorgänge außerhalb des Darms, wie zum Beispiel die Abwehr viraler Erreger, etwa des Grippevirus, beeinflusst, war bisher unklar und zentrale Frage unserer Arbeit“, so die Wissenschaftler.

Das Forscherteam infizierte Mäuse, die eine normale Darmflora aufweisen, und so genannte keimfreie Mäuse, also Tiere, die auf Grund einer Antibiotikabehandlung oder besonders sauberer Haltungsbedingungen keine Darmflora besitzen, mit verschiedenen viralen Erregern. Die Immunantwort in den keimfreien Tieren war stark reduziert und führte zu einem schlimmeren Krankheitsverlauf als bei den gesunden Mäusen. Wurden die keimfreien Mäuse künstlich mit einer gesunden Darmflora besiedelt, verbesserte sich die Immunantwort wieder.

Oben: Dendritische Zellen aus keimfreiem Milieu produzieren nach Stimulation mit bakteriellen oder viralen Erregern keine entzündungsfördernden Mediatoren. Unten: Kolonisierung mit natürlicher Darmflora führt zu Konditionierung der dendritischen Zellen und ermöglicht, dass entzündungsfördernde Madiatoren nach infektiösem Stimulus freigesetzt werden. © Albert-Ludwigs-Universität, Öffentlichkeitsarbeit und Beziehungsmanagement

Der Gruppe um Diefenbach gelang es, den Defekt in keimfreien Mäusen auf molekularer Ebene zu lokalisieren. Verantwortlich waren entzündungsfördernde lösliche Mediatoren, sogenannte Typ-I-Interferone, die in keimfreien Mäusen nach Virusinfektion nicht produziert wurden. Dendritische Zellen, das sind Zellen der angeborenen Immunabwehr, reagieren auf eine Infektion mit der schnellen Produktion solcher Mediatoren. Fehlen diese, so ist der Körper nicht in der Lage, eine ausreichende Immunabwehr gegen die Erreger zu entwickeln. Das Team konnte nachweisen, dass Signale von den Darmbakterien zu einer Art Konditionierung der dendritischen Zellen führen. Diese Konditionierung findet auf Ebene der DNA im Zellkern statt und erlaubt, dass Gene, welche diese löslichen Mediatoren kodieren, besser abgelesen werden können. Die Wissenschaftler sprechen von epigenetischen Veränderungen. „Wir zeigen hier erstmals, dass Veränderungen in der natürlichen Darmflora durch Antibiotikagabe, Hygiene oder Lebensstil erhebliche Auswirkungen auf das gesamte Immunsystem haben können“, sagt Diefenbach.

Glossar

  • Ein Antibiotikum ist ein Stoffwechselprodukt von Mikroorganismen (Bakterien, Pilze), das in geringen Konzentrationen andere Mikroorganismen in ihrem Wachstum hemmt.
  • Bakterien sind mikroskopisch kleine, einzellige Lebewesen, die zu den Prokaryoten gehören.
  • Desoxyribonukleinsäure (DNS / DNA) trägt die genetische Information. In den Chromosomen liegt sie als hochkondensiertes, fadenförmiges Molekül vor.
  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Interferone sind drei Arten eng verwandter Proteine (a, b- und g-Interferon), die bei einer Virusinfektion von unterschiedlichen Zellen ausgeschüttet werden. Sie verhindern die Virusvermehrung. Interferone werden auch bei der Behandlung bestimmter Krebsarten eingesetzt.
  • Ein Virus ist ein infektiöses Partikel (keine Zelle!), das aus einer Proteinhülle und aus einem Genom (DNA oder RNA) besteht. Um sich vermehren zu können, ist es vollständig auf die Stoffwechsel der lebenden Zellen des Wirtsorganismus angewiesen (z.B. Bakterien bei Phagen, Leberzellen beim Hepatitis-A-Virus).
  • Dendritische Zellen sind Zellen des Immunsystems, die nach ihren typischen baumartigen Ausläufern (lat. dendriticus = verzweigt) benannt sind. Ihre wichtigste Aufgabe besteht darin, Bruchstücke von aufgenommenen Erregern (sog. Antigene) den T-Zellen in den Lymphknoten zu präsentieren. Dadurch wird aus einer Vielzahl von T-Zellen diejenige aktiviert, die spezifisch das jeweilige Antigen erkennt.
  • Das Immunsystem ist das körpereigene Abwehrsystem von Lebewesen, das Gefahren durch Krankheitserreger abwenden soll. Es schützt vor körperfremden Substanzen und vernichtet anormale (entartete) Körperzellen. Dies wird durch ein komplexes Zusammenspiel mehrerer Organe, Zelltypen und chemischer Moleküle vermittelt.
  • Die Epigenetik beschäftigt sich mit den vererbbare Veränderungen in der Genexpression, die nicht auf Abweichungen in der Sequenz der DNA zurückzuführen sind.
  • Vitamine sind lebenswichtige organische Verbindungen, die mit der Nahrung aufgenommen werden müssen, da sie der Körper nicht selbst synthetisieren kann. Sie sind für die Regulation des Stoffwechsels verantwortlich, indem sie die Verwertung von Kohlenhydrate, Proteine und Mineralstoffe ermöglichen. Man unterscheidet zwischen fettlöslichen und wasserlöslichen Vitaminen. Vitamin C ist zum Beispiel für die Stärkung des Immunsystems zuständig. Ausnahme: Vitamin D kann vom Körper produziert werden, solange genug Sonnenlicht vorhanden ist.
Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/pm/die-natuerliche-darmflora-kurbelt-das-immunsystem-an/