Studie: Warum Kleine Unterschiede Bei Darminfektionen Eine Große Rolle Spielen Können

2023 Autor: Freda Quincy | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-11-26 13:05

Wissenschaftler im Labor von Bart Deplancke haben in Zusammenarbeit mit dem Team von Bruno Lemaitre an der EPFL (Ecole Polytechnique Federal De Lausanne) einen großen Sprung gemacht, um zu verstehen, was Genetik mit Darm-Immunkompetenz zu tun hat. Ihre Studie, die die aktuellen Ansichten über Darmkrankheiten in Frage stellt, wird in Nature Communications veröffentlicht.

Angesichts der Millionen von Mikroorganismen, die wir täglich aufnehmen, verfügt der Darm über ein umfassendes und gut entwickeltes Immunsystem, das vor akuten und chronischen Darmerkrankungen schützt. Allerdings variieren die Schutzniveaus zwischen den Menschen dramatisch.

Ein gesunder Darm enthält Millionen von Bakterien. Von diesen sind vier Fünftel (etwa achtzig Prozent) nützlich und helfen uns, Lebensmittel zu verdauen und zu verarbeiten. Das verbleibende Fünftel enthält Bakterien, die Infektionen verursachen können. Zum Schutz vor diesen Infektionen hat der Darm eine Vielzahl von Abwehrmechanismen entwickelt.

Aber die Menschen sind in Bezug auf die Darmimmunität nicht gleich. Aus diesem Grund sind einige Personen anfälliger für Infektionen als andere. Um dies zu verdeutlichen, essen möglicherweise zwei Personen dieselben von Salmonellen befallenen Hamburger, aber nur einer von ihnen erleidet eine Infektion. Der Schlüssel könnte daher in der genetischen Variation zwischen Individuen liegen. Dies ist jedoch ein Bereich, von dem wir noch sehr wenig wissen. EPFL-Wissenschaftler haben jedoch herausgefunden, dass die Darmimmunität nicht durch einzelne Gene beeinflusst wird, sondern durch eine komplexere Dimension von „Genclustern“- Gruppen von Genen, die zusammenarbeiten.

Für die Studie verwendete das Team Fruchtfliegen (das Studium am Menschen war nicht möglich, da die verschiedenen Variablen - unterschiedliche Ernährung, Entwicklungsraten, Gewohnheiten während des Tages und andere - es schwierig machen, den Vergleich zu standardisieren).

Die Forscher infizierten mehr als hundert verschiedene Fruchtfliegenstämme mit einem Darmbakterium. Sie stellten sicher, dass die Stämme zwar genau definierte Unterschiede in den Gengruppen aufwiesen, alle anderen Parameter wie Ernährung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sogar die Menge der infizierenden Bakterien, identisch waren.

Am Ende der Studie entdeckten die Wissenschaftler eine bemerkenswerte Variation der Empfindlichkeit verschiedener Stämme gegenüber dem Bakterium. Die Stämme zeigten entweder 100% Anfälligkeit (alle Fliegen starben innerhalb von 3 Tagen), 100% Resistenz (keine starben) oder fielen irgendwo dazwischen (einige starben, einige überlebten).

Als Deplancke die Ergebnisse sah, sagte er: "Nur geringfügige Unterschiede im Genom können Sie von vollständig resistent bis vollständig anfällig für eine Infektion machen."

Der nächste Schritt bestand darin, die biologische Verbindung zwischen diesen verschiedenen Stämmen und der Fähigkeit des Darms zur Bekämpfung von Infektionen zu finden.

Die Wissenschaftler identifizierten mehrere neue Einflussfaktoren auf die Darmimmunität. Dies sind keine einzelnen Gene, sondern ganze Gruppen von Genen, die zusammenarbeiten. Eine Gruppe von Genen ist mit der Produktion der hochreaktiven Moleküle verbunden, die infektiöse Mikroorganismen neutralisieren. Diese hilfreiche Gruppe von Genen war bei anfälligen Fliegen weniger aktiv, was bedeutet, dass sie bei der Bekämpfung von Darminfektionen buchstäblich einen Unterschied auf Leben und Tod bewirken kann.

Diese Studie zeigt, wie sich die Anfälligkeit des Darms für Infektionen auch bei kleinen, aber systematischen Abweichungen ändern kann.

Die Forscher hoffen, dass ihre Studie, da sie neue Erkenntnisse darüber liefert, wie die Unterschiede in der Fähigkeit des Darms zur Bekämpfung von Infektionen gesteuert werden, weitreichende Auswirkungen auf die Diagnose und Behandlung von Darminfektionen haben wird.