Mäusestudie bietet neue Erkenntnisse zum Reizdarmsyndrom

Manchmal ist das Ende einer Darminfektion nur der Anfang von mehr Elend. Von denen, die an Reisedurchfall erkrankt sind, zum Beispiel, einige wenige entwickeln ein Reizdarmsyndrom (IBS), eine chronische Entzündung des Darmtraktes.

Wissenschaftler sind sich nicht sicher, wie das genau passiert, Einige glauben jedoch, dass eine Infektion zu RDS beitragen kann, indem sie das Darmnervensystem schädigt. Eine neue Rockefeller-Studie untersucht, warum Neuronen im Darm absterben und wie das Immunsystem sie normalerweise schützt.

Mit Mäusen durchgeführt, die kürzlich beschriebenen Experimente in Zelle bieten Einblicke in das RDS und könnten auf potenzielle neue Behandlungsansätze hinweisen.

Entzündungen in Schach halten

In einem gesunden Darm Das Immunsystem muss ein sorgfältiges Gleichgewicht zwischen der Reaktion auf Bedrohungen und der Kontrolle dieser Reaktion finden, um Schäden zu vermeiden.

Entzündungen helfen dem Darm, eine Infektion abzuwehren, aber zu viel davon kann bleibenden Schaden anrichten. Unsere Arbeit erforscht die komplexen Mechanismen, die verhindern, dass Entzündungsreaktionen Neuronen zerstören."

Daniel Mucida, außerordentlicher Professor und Leiter des Labors für mukosale Immunologie

Um die Auswirkungen einer Infektion auf das Nervensystem zu verstehen, Mucida und seine Kollegen gaben Mäusen eine abgeschwächte Form von Salmonellen , ein Bakterium, das eine Lebensmittelvergiftung verursacht, und analysierte Neuronen im Darm. Sie fanden heraus, dass eine Infektion zu einer lang anhaltenden Reduktion von Neuronen führte. ein Effekt, den sie der Tatsache zuschrieben, dass diese Zellen zwei Gene exprimieren, Nlrp6 und Caspase 11 , die zu einer bestimmten Art von Entzündungsreaktion beitragen können.

Diese Antwort, im Gegenzug, kann letztendlich dazu führen, dass die Zellen eine Form des programmierten Zelltods durchlaufen. Als die Forscher Mäuse manipulierten, um diese Gene gezielt in Neuronen zu eliminieren, sie sahen eine Abnahme der Zahl der ablaufenden Neuronen.

„Dieser Mechanismus des Zelltods wurde bei anderen Zelltypen dokumentiert, aber noch nie zuvor in Neuronen, " sagt Fanny Matheis, ein Doktorand im Labor. "Wir glauben, dass diese Darmneuronen die einzigen sein könnten, die auf diese Weise sterben."

Makrophagen zur Rettung

Es ist noch nicht genau klar, wie Entzündungen dazu führen, dass Neuronen Zellselbstmord begehen. Doch die Wissenschaftler haben bereits Hinweise darauf, dass es möglich sein könnte, den Prozess zu stören. Der Schlüssel könnte ein spezialisierter Satz von Immunzellen des Darms sein, als Muscularis-Makrophagen bekannt.

Frühere Arbeiten in Mucidas Labor haben gezeigt, dass diese Zellen entzündungshemmende Gene exprimieren und mit den Neuronen zusammenarbeiten, um die Nahrung durch den Verdauungstrakt zu bewegen. Wenn diese Neuronen absterben, wie bei einer Infektion, ein mögliches Ergebnis ist Verstopfung – eines von mehreren unangenehmen IBS-Symptomen. In ihrem jüngsten Bericht das Team demonstriert, wie Makrophagen den Neuronen bei einer Infektion zu Hilfe kommen, Verbesserung dieses Aspekts der Störung.

Ihre Experimente zeigten, dass Makrophagen eine bestimmte Art von Rezeptormolekül besitzen, das Stresssignale empfängt, die von anderen Neuronen als Reaktion auf eine Infektion freigesetzt werden. Einmal aktiviert, Dieser Rezeptor veranlasst die Makrophagen, Moleküle zu produzieren, die Polyamine genannt werden. von denen die Wissenschaftler glauben, dass sie den Zelltodprozess stören könnten.

Zurück zur Normalität

In anderen Experimenten, die Forscher fanden das Salmonellen Infektion verändert die Gemeinschaft der Mikroben im Darm von Mäusen – und wenn sie die Darmflora der Tiere wieder normalisiert haben, die Neuronen erholten sich.

"Mit dem, was wir über die Makrophagen gelernt haben, man könnte über Möglichkeiten nachdenken, den Entzündungsprozess zu stören, der die Neuronen tötet, “ sagt Paul Müller, ein Postdoktorand im Labor.

Zum Beispiel, Es könnte möglich sein, bessere Behandlungen für RDS zu entwickeln, die durch die Steigerung der Polyaminproduktion wirken, vielleicht durch die Ernährung, oder durch die Wiederherstellung mikrobieller Gemeinschaften im Darm. Da auch kurzfristige Stressreaktionen eine protektive Wirkung zu haben scheinen, Muller hält es auch für hilfreich, dieses System ins Visier zu nehmen.

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