Wie verursachen Darmbakterien Krankheiten?

Die kleinen Lebewesen in unserem Darm können unsere Gesundheit sowohl fördern als auch schädigen. Nach wie vor gibt die Darmflora Wissenschaftlern viele Rätsel auf. Eine offene Frage ist, wie gesunde Menschen krank machende Bakterien im Darm jahrzehntelang tolerieren können, ohne darunter zu leiden. Ein Team von Wissenschaftlern der renommierten Yale-Universität untersuchte diese Frage jetzt mit Tiermodellen. Ihre Erkenntnis: Schädliche Darmbakterien können sich weiter entwickeln.

Mikroben lernen, die Darmbarriere zu überwinden

Darmbakterien werden seit langem sowohl mit einer guten Gesundheit als auch mit der Förderung von Krankheiten wie Autoimmunerkrankungen, entzündlichen Darmerkrankungen, metabolischem Syndrom und sogar neuropsychiatrischen Störungen in Verbindung gebracht.

Eine beliebte Erklärung für diese schlechten Auswirkungen war die sogenannte „Leaky-Gut“-Hypothese. Sie besagt, dass potenziell schädliche Substanzen, darunter Darmbakterien, durch eine durchlässige Darmwand aus dem Darm austreten können. Auf diese Weise lösen sie eine chronische Entzündungsreaktion aus, die zu einer Vielzahl von Krankheiten beitragen kann.

Noah Palm, Assistenzprofessor für Immunbiologie an der Yale University betonte bei der Vorstellung der neuen Arbeit: „Ein Rätsel war, wie potenziell pathogene Bakterien jahrzehntelang bei gesunden Menschen ohne offensichtliche gesundheitliche Folgen existieren können.“

Darmbakterien entwickeln neue Fähigkeiten

In der neuen Studie bieten Palm und ein Team von Yale-Wissenschaftlern neue Einblicke in dieses Mysterium. Im Wissenschaftsmagazin Nature beschreiben sie, wie sich Darmbakterien im Laufe der Zeit weiterentwickeln und pathogener werden.

Offensichtlich können manche Mikroben langsam die Fähigkeit entwickeln, die Darmbarriere zu überwinden. Anschließend nisten sie sich in Organen außerhalb des Darms ein, wodurch chronische Entzündungen und damit verbundene Pathologien vorangetrieben werden.

Für die Studie untersuchte das Yale-Team die Genetik und das Verhalten einer Art potenziell pathogener Bakterien, die sie in keimfreie Mäuse einführten. Diese speziell gezüchteten Mäuse haben keine eigenen Darmmikroben.

Winzige DNA-Mutationen entscheidend

Im Verlauf der Untersuchungen fanden sie heraus, dass sich diese Mikroben in zwei unterschiedliche Populationen aufteilten: Ein Teil verhielt sich ähnlich wie der Stamm der Vorfahren. Die andere Population entwickelte winzige DNA-Mutationen. Diese Mutationen des Erbmaterials ermöglichten es ihnen, nicht nur in der Schleimhaut des Darms zu leben, sondern auch dem Darm zu entkommen und in den Lymphknoten und der Leber zu überleben.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Krankheitserregern, die eine schnelle Immunabwehr auslösen, bleiben diese kleinen Kolonien umgesiedelter Bakterien in Organen halb verborgen und können der Aufmerksamkeit des Immunsystems vorübergehend entgehen.

Die Studienautoren fanden jedoch heraus, dass ihre Anwesenheit im Laufe der Zeit entzündliche Pathologien wie Autoimmunerkrankungen auslösen kann. Dieses Phänomen könnte zumindest teilweise erklären, warum manche Menschen mit potenziell pathogenen Bakterien nie krank werden und warum das Krankheitsrisiko mit dem Alter steigt, so die Forscher.

Evolution innerhalb des Wirts

Diese Fähigkeit von Darmbakterien, pathogener zu werden, wird durch ein Phänomen angetrieben, das als „Evolution innerhalb des Wirts“ bezeichnet wird. Es erklärt, warum sich einzelne Bakterienarten in unserem Darm weiterentwickeln können.

Dieser Befund deutet darauf hin, dass Umweltfaktoren großen Einfluss auf die Entwicklung haben. Sie können das Tempo oder den Verlauf der Evolution innerhalb des Wirts beschleunigen und auch wichtige Auswirkungen auf die Entwicklung von durch Mikrobiota verursachten Krankheiten haben. Beispielsweise neigen Menschen mit gesunder Ernährung dazu, verschiedene Bakteriengemeinschaften in ihrem Darm zu entwickeln.

Je unterschiedlicher die Darmbakterien, desto besser

Dies bedeutet, dass viele verschiedene Mikroben um Platz und Ressourcen konkurrieren müssen. Das begrenzt die Populationsgröße jeder einzelnen Art auf natürliche Weise und verringert somit die Wahrscheinlichkeit, dass potenziell ungesunde Varianten entstehen und dem Darm entkommen. In weniger vielfältigen Bakteriengemeinschaften können sich jedoch mehr Nischen im Darm öffnen. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass schädliche Bakterienvarianten entstehen, erklärte Palm.

„Diese Bakterien sind im Wesentlichen darauf vorbereitet, in Organen außerhalb des Darms zu existieren“, sagte Palm. Das Verständnis der Rolle der Evolution innerhalb des Wirts bei der Gestaltung des bakteriellen Verhaltens im Darm, fügte er hinzu, könnte schließlich neue therapeutische Interventionen aufzeigen. Sie könnten diese Evolution einschränken oder umlenken, um die Entwicklung verschiedener Krankheiten im Zusammenhang mit Leaky Gut zu verhindern.

Quelle:

https://news.yale.edu/2022/07/13/how-gut-microbes-can-evolve-and-become-dangerous

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