Das Darmmikrobiom spielt eine Rolle bei der Regulierung des Immunsystems,

Studie findet Wissenschaftler wissen seit langem, dass Bakterien im Darm, auch als Mikrobiom bekannt, eine Vielzahl nützlicher Funktionen für ihre Hosts ausführen, wie der Abbau von Ballaststoffen im Verdauungsprozess und die Herstellung von Vitamin K und B7.

Eine neue Studie enthüllt jedoch eine weitere nützliche Rolle, die das Mikrobiom spielt. Ein Forscherteam der Brown University fand heraus, dass bei Mäusen das Darmmikrobiom reguliert das Immunsystem des Wirts – so dass, anstatt das Abwehrsystem des Wirts diese hilfreichen Bakterien anzugreifen, die Bakterien können friedlich mit dem Immunsystem koexistieren.

Was ist der Trick bei der Arbeit des Mikrobioms mit dem Immunsystem? Vitamin A – die Bakterien mäßigen den aktiven Vitamin-A-Spiegel im Darm, das Mikrobiom vor einer überaktiven Immunantwort zu schützen.

Diese Erkenntnis kann sich als wichtig für das Verständnis und die Behandlung von Autoimmun- und Entzündungskrankheiten erweisen. sagte Shipra Vaishnava, Assistenzprofessor für Molekulare Mikrobiologie und Immunologie an der Brown.

„Viele dieser Krankheiten werden auf eine verstärkte Immunantwort oder Immunaktivierung zurückgeführt. aber wir haben einen neuen Weg gefunden, wie Bakterien in unserem Darm die Immunantwort dämpfen können. ", sagte Vaishnava. "Diese Forschung könnte bei der Bestimmung von Therapien bei Autoimmunerkrankungen wie Morbus Crohn oder anderen entzündlichen Darmerkrankungen entscheidend sein. sowie Vitamin-A-Mangel."

Die Studie wurde am Dienstag veröffentlicht. 18. Dez., im Tagebuch Immunität .

Mikrobiome von Mäusen und Menschen

Das Darmmikrobiom ist ein Ökosystem aus 100 Billionen Bakterien, die sich entwickelt haben, um unter den besonderen Bedingungen des Darms zu leben. sagte Vaishnava. Die allermeisten dieser Bakterien schaden ihrem Wirt nicht, sondern sind hilfreich. Ein gesundes Mikrobiom, wie ein gesunder Wald, hat viele Arten nebeneinander und kann feindliche Eindringlinge – wie krankheitserregende Bakterien oder invasive Arten – abwehren.

Sowohl bei Menschen als auch bei Mäusen die Stämme Firmicutes und Bacteroidetes bilden die Mehrheit der mikrobiellen Gemeinschaft des Darms. Um ihren Beitrag zur Regulierung des Immunsystems ihrer Wirte zu leisten, die Bakterien im Mikrobiom regulieren den Gehalt eines Proteins, das für die Umwandlung von Vitamin A in seine aktive Form im Magen-Darm-Trakt ihres Wirts verantwortlich ist, fanden die Forscher.

Vaishnavas Team fand heraus, dass Firmicutes-Bakterien, insbesondere Mitglieder der Klasse Clostridien, reduzieren die Expression eines Proteins in den Zellen, die den Darm auskleiden. Das Eiweiß, Retinol-Dehydrogenase 7 (Rdh7) wandelt Nahrungsvitamin A in seine aktive Form um, Retinsäure, sagte Vaishnava. Die Clostridien-Bakterien, Mäusen und Menschen gemeinsam, fördern auch eine erhöhte Vitamin-A-Speicherung in der Leber, das Team gefunden.

Vaishnava geht davon aus, dass die Ergebnisse auch auf die Interaktionen zwischen dem menschlichen Mikrobiom und seinen Wirten verallgemeinert werden können.

Mäuse, die gentechnisch so verändert wurden, dass sie kein Rdh7 in ihren Darmzellen haben, haben weniger Retinsäure im Darmgewebe, wie von den Forschern erwartet. Speziell, der Darm der gentechnisch veränderten Mäuse hatte weniger Immunzellen, die IL-22 produzieren, ein wichtiges zelluläres Signal, das die antimikrobielle Reaktion gegen Darmbakterien koordiniert. Andere Komponenten des Immunsystems wie Zellen mit Immunglobulin A und zwei Arten von T-Zellen waren die gleichen wie bei Standardmäusen, was darauf hindeutet, dass Rdh7 nur für die Regulierung der antimikrobiellen Reaktion essentiell ist, sagte Vaishnava.

Die Forscher wissen nicht genau, wie Rdh7 unterdrückt wird, aber Clostridien-Bakterien sind dafür bekannt, kurzkettige Fettsäuren zu produzieren, die die Genexpression des Wirts verändern. Als nächsten Schritt in ihrer Forschung das Team wird untersuchen, wie Bakterien die Rdh7-Expression regulieren, einschließlich der Untersuchung verschiedener kurzkettiger Fettsäuren, sagte Vaishnava.

Zusätzlich, Das Team wird Untersuchungen durchführen, um zu verstehen, warum die Unterdrückung von Rdh7 entscheidend ist. Sie arbeiten daran, Mäuse genetisch so zu verändern, dass sie Rdh7 immer in ihren Darmzellen exprimieren. Vaishnava möchte sehen, wie sich dies auf das Mikrobiom der Maus auswirkt und ob es bei den Mäusen zu Entzündungen oder autoimmunkrankheitsähnlichen Zuständen führt. Sie werden auch die Auswirkungen einer erhöhten Vitamin-A-Speicherung in der Leber aufgrund der Rdh7-Regulierung von Bakterien untersuchen. sagte Vaishnava.

Hilfe für die menschliche Gesundheit

Die Forscher sagen, dass das Verständnis, wie Bakterien die Reaktionen des Immunsystems regulieren, wichtig sein könnte, um die Schlüssel zu Erkrankungen wie Morbus Crohn zu entschlüsseln.

Daten aus klinischen Studien haben gezeigt, dass eine Entzündung im Darm das Ergebnis einer gestörten Interaktion zwischen einem Wirt und seinem Darmmikrobiom ist. sagte Vaishnava.

„Die Rolle von Vitamin A bei Entzündungen ist kontextabhängig und sehr schwer zu trennen, " sagte Vaishnava. "Eine Änderung des Vitamin-A-Status und der Vitamin-A-Stoffwechselgene fällt mit entzündlichen Darmerkrankungen zusammen. aber wir wissen nicht, ob dies Entzündungen fördert oder nicht. Wir hoffen, dass das Hinzufügen unserer Erkenntnisse – dass Bakterien regulieren können, wie Vitamin A im Darm metabolisiert oder gespeichert wird – dazu beitragen könnte, zu klären, warum das Feld sieht, was es sieht."

Diese Ergebnisse könnten auch Hinweise auf die Bedeutung des Mikrobioms bei der Bekämpfung von Vitamin-A-Mangel geben, ein Problem, das besonders in Afrika und Südostasien verbreitet ist.

Etwa ein Drittel der Kinder unter fünf Jahren ist von Vitamin-A-Mangel betroffen. nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Vitamin-A-Mangel schwächt das Immunsystem und erhöht das Risiko für Infektionskrankheiten. Die WHO versorgt seit 25 Jahren gefährdete Kinder mit Vitamin-A-Präparaten. aber es war nicht so erfolgreich wie erhofft, nach Vaishnava. Diese Studie zeigt, dass Bakterien einen großen Anteil an der Aufnahme und Speicherung von Vitamin A haben und dass Kinder möglicherweise die richtige Kombination von Bakterien im Darm benötigen, damit die Vitamin-A-Ergänzungen am effektivsten sind. Sie hat hinzugefügt.

„Sowohl unsere Ernährung als auch die Bakterien in unserem Darm sind entscheidend daran beteiligt, das Verhalten unserer Immunzellen zu regulieren. “, sagte Vaishnava. oder beide zusammen, eine therapeutische Wirkung bei entzündlichen oder infektiösen Erkrankungen zu haben."

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