Darmmikrobiom
VESIKEL TRANSPORTIEREN BAKTERIEN-BOTSCHAFTEN DURCH DEN KÖRPER
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Wissenschaftler der Universität Erlangen-Nürnberg nahmen sich dieser Fragestellung an: Wie interagieren eigentlich die Genprodukte unseres Mikrobioms mit den Zellen der Darmschleimhaut, der Leber, Nieren oder des Gehirns? Hier galt die Hypothese, dass bakterielle Stoffwechselprodukte wie Proteine und RNA-Erbsubstanzmoleküle in Vesikeln, also kleinen Membranbläschen, durch die Blutbahn schwammen. Bestätigt war das aber noch nicht.
Teamleiterin Miriam Bittel nutzte dazu ein markiertes Gen von Mäusen. Das wurde so manipuliert, dass es bei Kontakt mit einer bestimmten Genschere anfing, rot zu leuchten. In den Darm der Mäuse setzte sie Escherichia coli-Bakterien, die genau diese Genschere produzieren. So konnte das Team konnte beobachten, wie eine rote Spur entlang des Darmepithels wanderte – und darüber hinaus auch in Gegenden weit außerhalb des Darms, zum Beispiel in Herz, Leber, Niere und Gehirn.
Unter dem Elektronenmikroskop zeigte sich, dass die im Darm ansässigen Kolibakterien die Genprodukte in winzige Bläschen von 50 bis 150 Nanometern verpackt hatten. Diese Vesikel konnten über verschiedene Mechanismen mit den Wirtszellen fusionieren und ihren Inhalt abliefern.
Biologisches Shuttle-System
„Zusammengenommen bieten unsere Ergebnisse eine Methode und einen Grundsatzbeweis dafür, dass Vesikel als biologisches Shuttle-System für den Transfer funktioneller Biomoleküle zwischen Bakterien und Wirtszellen von Säugetieren dienen können“, so die Forscher. Besonders beeindruckend sei dabei, dass die Vesikel der Bakterien auch die Blut-Hirn-Schranke überwinden und auf diese Weise in das ansonsten sehr gut abgeschottete Gehirn gelangen können. Dass die bioaktiven Bakterienstoffe sogar von Stammzellen der Darmschleimhaut aufgenommen würden, zeige, dass Darmbakterien womöglich sogar dauerhaft die Eigenschaften dieser Schleimhaut verändern können.
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Nun steht die therapeutische Nutzung auf dem Wunschzettel der Forscher. „Vesikel stehen in der Pipeline als neuartige, intelligente Wirkstoffträger für die gezielte Verabreichung von Medikamenten, als Biomarker in der Diagnostik und Krebsfrüherkennung sowie für die Entwicklung von Impfstoffen“, so die Forscher. Ziel der nächsten Untersuchungen sei nun, die biologische Reichweite solcher neuartiger Therapien besser einschätzen zu können.
Quelle: wissenschaft.de