Neuer Mechanismus entdeckt
„Splitterbomben“ im Darm stärken die Immunabwehr
Das Mikrobiom im Darm hat eine wichtige Rolle für das Immunsystem. Wie es reguliert wird, haben Forscher nun weiter untersucht.
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In tausend Teile: Wie eine Bombe verhalten sich körpereigene Defensine.
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TÜBINGEN. Eine Forschergruppe der Uniklinik Tübingen hat einen Mechanismus entdeckt, mit dem körpereigene antibiotische Stoffe das Mikrobiom und dessen Bakterienzusammensetzung regulieren. Eine entscheidende Rolle spiele der von den Forschern entdeckte „Splitterbomben“-Effekt von körpereigenen Antibiotika, Defensine genannte Peptide, die in den Paneth´schen Körnerzellen gebildet würden (PNAS 2019; online 11. Februar).
Der „Splitterbomben“-Effekt erkläre sich so: Das aus dem im Darm abgegebene körpereigene Defensin HD-5 zersplittere in Fragmente, wenn es Bakterien im Darmschleim unter bestimmten Bedingungen ausgesetzt sei. „Bei den Fragmenten handelt es sich allerdings nicht um unwirksamen Abfall, wie man bisher dachte, sondern sie sind antimikrobiell aktiv gegen harmlose und pathogene Bakterien“, wird Professor Wehkamp in einer Mitteilung der Uniklinik Tübingen zitiert.
250 neue Kombinationen
In den verschiedenen Fragmenten hätten die Forscher im Labor insgesamt 250 neue antibiotische Kombinationen gefunden. Dadurch würde das antimikrobielle Spektrum gegen mögliche Eindringlinge dramatisch erhöht, erklärt Wehkamp.
Die Tübinger Arbeitsgruppe fand bereits 2011 heraus, dass Defensine eine wichtige Rolle beim Erhalt des Gleichgewichts zwischen Bakterien und Körperoberflächen aller Organismen, besonders – aber nicht nur – im Darm innehat.
In der aktuellen Publikation belegen die Wissenschaftler, wie die Bedingungen des Darminnern die Aktivität und Struktur der Peptide beeinflussen: Unter sauerstoffarmen, reduzierten Bedingungen – die häufig im Darm herrschen – werde das zuvor in gefalteter, oxidierter, Form sezernierte HD-5-Peptid aufgeklappt.
Durch die neue lineare Struktur werde es anfälliger für den Abbau: So könnten die im Darm vorkommende Proteasen das Defensin HD-5 in viele Fragmente zerschneiden – und stellten so die antimikrobielle Waffe scharf, heißt es in der Mitteilung.
Variabel in der Aktivität
Die Forscher stellten in einem nächsten Schritt einzelne Fragmente von Defensin HD-5 künstlich her und setzen sie verschiedenen Bakterien aus. Das Ergebnis: Die Fragmente hätten eine variable antimikrobielle Aktivität gegen harmlose und krankheitserregende Bakterien gehabt, darunter auch gram-negative-Bakterien, die für die Ausbildung von Antibiotikaresistenzen bekannt sind.
Die Tübinger Arbeitsgruppe habe außerdem nachgewiesen, dass HD-5-Fragmente die Bakterienzusammensetzung im Darm von Mäusen beeinflusse und die Vielfalt der Flora im Dünndarm erhöhe. So sei Mäusen ein bestimmtes HD-5-Fragment oral gegeben worden – im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, die normales Futter erhielt.
Ergebnis: Im Darm der Mäuse führte die Verabreichung des Fragments zu einem erhöhten Anteil der Bakterien Accermansia sp. In früheren Arbeiten wurde ein verringertes Aufkommen dieser „guten“ Bakterien mit verschiedenen Krankheitsbildern wie Diabetes mellitus und dem Metabolischen Syndrom assoziiert. (eb/mmr)
