Mikrobiom: Darmschleimhaut weist Schutzwirkung gegen Salmonellen auf

Die Forscher infizierten genetisch identische Mauslinien mit Salmonellen. Die Mauslinien unterschieden sich nur in der Zusammensetzung der Mikrobiota. Im Verlauf der Infektion wurden die Gewichtsverluste sowie die Überlebensrate der Mäuse dokumentiert, um sowohl die empfindlichste als auch die resistenteste Mauslinie zu finden. Zudem untersuchten sie die Unterschiede in den mikrobiellen Gemeinschaften der Mauslinien. Vor allem die Anzahl bestimmter Bakterienfamilien (Prevotellaceae und Verrucomicrobiaceae) war in der resistenten Mauslinie deutlich höher. Basierend auf dieser Erkenntnis transplantierten sie einige dieser Bakterienstämme in empfindliche Mäuse, was zu einem deutlichen höheren Schutz gegenüber Salmonellen führte. Der Versuch bestätige, dass die bakterielle Zusammensetzung des Darmmikrobioms eine wichtige Rolle beim Schutz gegen Salmonelleninfektionen spiele, so Dr. Till STROWIG, Leiter der Nachwuchsgruppe „Mikrobielle Immunregulation“ am HZI.

Außerdem konnte die Arbeitsgruppe den Schutzmechanismus durch die Bakterien aufklären: Bereits bekannt war, dass bei der Immunantwort gegen Salmonellen antimikrobielle Wirkstoffe und Zytokine in einer frühen Phase der Immunantwort gebildet werden. Mit den schützenden Bakterienfamilien versetzt, produzierten die Mäuse vermehrt das Interferon-Gamma (IFNγ). Dieses Zytokin spielt eine kritische Rolle bei der Initiierung von Immunantworten gegen bakterielle Erreger. Bereits vor der Salmonelleninfektion bemerkten die Wissenschaftler eine starke Steigerung des Potentials zur IFNγ-Produktion durch Zellen des angeborenen Immunsystems – den Lymphozyten – und des erworbenen Immunsystems, den T-Zellen. Diese Zellen produzierten auch nach der Infektion vermehrt IFNγ. „Um auszuschließen, dass nicht andere Faktoren für die erhöhte Resistenz gegen Salmonellen verantwortlich sind, unterdrückten wir in einem weiteren Versuch die IFNγ-Produktion durch die Verwendung von Tierlinien, die das Interferon nicht produzieren können. Auch bei Zugabe des schützenden Bakteriencocktails konnte bei diesem Versuch kein erhöhter Schutz erzeugt werden“, sagt STROWIG. Anders als erwartet wurden die Salmonellen nicht nur im Darmlumen bekämpft. Im untersuchten Fall wehrte der Körper die Erreger auch im Gewebe der Darmschleimhaut ab, in das Salmonellen zur Infektion eindringen müssen.

Die größte Überraschung an den Ergebnissen sei nicht gewesen, dass ein Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung des Darmmikrobioms und dem Krankheitsverlauf bestehe, sondern der Mechanismus dahinter, so STROWIG.

Literatur:
1. Thiemann S et al. (2017) Enhancement of IFNγ production by distinct commensals ameliorates Salmonella induced disease. Cell Host & Microbe [DOI: http://doi.org/10.1016/j.chom.2017.05.005] 

Quelle: HZI, Pressemeldung vom 14.06.2017 

Diesen Artikel finden Sie auch in Ernährungs Umschau 9/17 auf Seite M492.