Das mikrobiom in unserem Darm spielt eine wichtige Rolle in der Gesundheit der Menschen und das Immunsystem, ein Mangel an Gleichgewicht gibt es nicht nur im Zusammenhang mit chronisch-entzündlichen Darm-Entzündung, aber auch Typ-2-diabetes und anderen Krankheiten.
Eine Gruppe von Forschern an der Universitätsklinik Tübingen hat jetzt zum ersten mal berichtet, dass Sie einen Mechanismus entdeckt, wie die körpereigenen endogenen antimikrobiellen Verteidigung Schild regelt das mikrobiom und seine bakterienbesiedlung; der Artikel wurde veröffentlicht in der jüngsten Ausgabe der Proceedings of the National Academy of Sciences. Dieser Mechanismus bietet ein grundlegendes Verständnis von der Struktur der intestinalen Barriere-und host-mikrobielle Interaktion. “Es wirft die Tür öffnen für zukünftige Ansätze zu neuen Therapien, sondern auch für die Entwicklung von Antibiotika und vorteilhaft mikrobiom-modulation”, sagt der Leiter der Arbeitsgruppe, Professor Dr. med. Jan Wehkamp vom Universitätsklinikum Tübingen.
Cluster bomb Effekt von defensin HD-5 stärkt das Immunsystem
Die Forscher entdeckten eine neue “cluster-Bombe”, wie der Effekt erzeugt durch die körpereigenen Antibiotika, sogenannten defensinen (Peptide), die gebildet und sezerniert, die in den Paneth-Körnerzellen, in den Dünndarm. “Die HD-defensin 5, die der Körper natürlich produziert und releases in den Darm, die Scherben in Fragmente, wenn es ausgesetzt wird, um Bakterien im Magen-Darm-Wand in bestimmten Umständen. Diese Fragmente jedoch nicht bestehen ineffektive Verschwendung, als gedacht wurde, in der Vergangenheit, aber Sie haben eine antimikrobielle Wirkung gegen Kommensale, Harmlose Bakterien und Keime, Krankheitserreger,” sagt Prof. Wehkamp, beschreibt die Entdeckung. Die Forscher haben herausgefunden, 250 neuen Antibiotika-Kombinationen, die alle in den verschiedenen Fragmenten, untersuchen Sie im Labor. “Dieser Mechanismus erhöht die antimikrobielle Spektrum gegen mögliche Eindringlinge,” Wehkamp fügt.
Die Arbeitsgruppe in Tübingen, wurde die Durchführung von Forschung in das mikrobiom für viele Jahre, war bereits in der Lage, einen Artikel zu veröffentlichen in 2011, der anzeigt, dass Defensine spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der balance zwischen den Bakterien und den Körper Oberflächen in allen Organismen, besonders in den Darm (aber nicht nur dort).
Die Wissenschaftler nutzen die neueste Publikation in PNAS zeigen, wie die vorherrschenden Bedingungen in unserem Darm beeinflussen die Aktivität und die Struktur der Peptide: Im reduzierten Bedingungen mit nur begrenzten Sauerstoff – eine situation, die Häufig Auftritt, in den Darm – die HD-5-Peptid, das ursprünglich abgesondert in einem gefalteten (oxidierte) form, ist geöffnet und aktiviert. Es wird mehr anfällig gegenüber abbauenden durch die neue lineare Struktur: Als ein Ergebnis werden die Proteasen, die in der Darm-Schleimhaut kann brechen die HD-defensin 5 in viele Fragmente – also die Aktivierung dieser antimikrobiellen Waffe. Aus einem Peptid der Körper schafft endlose Kombinationen von Angriffs-und controlling-microboes das ist eine sehr intelligente und effiziente Art und Weise der Verteidigung.
Nichts geht über die HD-6 defensin net
Interessanterweise hat die Natur schuf eine völlig unterschiedliche Verteidigungs-Mechanismus in der anderen Paneth-Zell-defensin-Peptid – defensin HD-6: Im Gegensatz zu HD-5 es ist geschützt von einem Abbau durch Proteasen, weil es in der Lage ist, zu einem undurchdringlichen Netz. Die Wissenschaftler berichten, dass die HD-defensin 6 bleibt stabil in der natürlichen Magen-Darm-Schleim, während HD-5 ist gebrochen in Fragmente, die in der gleichen Lage.
Die Forscher waren in der Lage, künstlich produzieren, einzelne Fragmente der HD-defensin 5 während einer folgenden Phase ausgesetzt und zu verschiedenen Arten von Bakterien. Die Ergebnisse waren beeindruckend: Die Fragmente gezeigt, erstaunliche, variable, antimikrobielle Aktivität gegen Harmlose und pathogene Bakterien, einschließlich gram-negative Bakterien, die berüchtigt sind für die Bildung von Resistenzen gegen Antibiotika.
Größere Vielfalt der Darmflora bei Mäusen
Die Arbeitsgruppe in Tübingen war auch in der Lage zu beweisen, dass HD-5 Fragmente beeinflussen die Zusammensetzung von Bakterien im Darm von Mäusen und erhöhen die Vielfalt der flora im Dünndarm. Eine bestimmte HD-5 fragment wurde zugeführt, um die Mäuse oral, zum Beispiel – im Gegensatz zu einer Kontrollgruppe, die normales Essen. Die Ergebnisse waren überraschend: die Verwaltung der fragment führte zu einem höheren Anteil von akkermansia sp. Bakterien im Darm der Mäuse.
Ein Rückgang in der Präsenz von diese “guten” Bakterien hatte, wurde im Zusammenhang mit verschiedenen Erkrankungen wie diabetes mellitus und das metabolische Syndrom in früheren Studien. “Die Fragmentierung erhöht die Variabilität der antimikrobiellen Abwehr, vor allem, weil die ersten Peptid ist eines der am häufigsten produzierten und sezernierten Peptide im ganzen Organismus”, sagt Jan Wehkamp.
Behandlung Chancen und neue Antibiotika
“Diese Pionierarbeit hat die Tür geöffnet zu einem völlig neuen Verständnis darüber, wie host-defense-Funktionen, wenn konfrontiert durch Bakterien, aber auch, wie die microbiome geregelt ist. Das wird sehr interessant werden, da eine enorme Menge an Arbeit, die Forschung stattfindet, auf der mikrobiom-rund um den Globus”, sagt Jan Wehkamp, fasst die Entwicklungen. Die Entdeckung machte die Gruppe in Tübingen eröffnet Chancen, die Suche nach neuen antibiotischen Substanzen, die als Modulatoren der mikrobiom-oder neue Typen von Antibiotika.
