Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein künstliches Bakterium hilft die Darmflora erklären

25.06.2010
Mit Hilfe eines selber hergestellten Bakteriums haben Berner Forschende neue Erkenntnisse zum Darm-Immunsystem gewonnen. Dieses funktioniert mehrfach anders als erwartet. Die Studienergebnisse werden morgen Donnerstag im Fachjournal «Science» publiziert.

Das Darm-Immunsystem ist in vieler Hinsicht besonders – es reagiert nicht nur auf Krankheitserreger, sondern hauptsächlich auf «friedfertige» Bakterien im Darm, also die gesunde Darmflora. Die Forschung geht davon aus, dass diese massive, aber nicht krankhafte Immun-Antwort für die gleichbleibende Balance zwischen Darmbakterien und Körper wichtig ist.

Dank eines mikrobiologischen Kunstgriffs konnten nun die zugrundeliegenden Mechanismen dieses Zusammenspiels genauer erklärt werden. Dr. Siegfried Hapfelmeier, Prof. Andrew Macpherson und ihr Team von Wissenschaftlern von der Universitätsklinik für Viszerale Chirurgie und Medizin und vom Departement für Klinische Forschung der Universität Bern stellten ein Darmbakterium mit besonderen Eigenschaften her. Mit gezielten Mutationen im Stoffwechsel des gutartigen Darmbakteriums Escherichia coli K-12 erreichten die Forschenden, dass das Bakterium nur für einige Stunden den Darm besiedelt und rasch wieder aus dem Körper verschwindet. Die mutierten Keime rufen im Darm dieselbe Immun-Antwort hervor wie normale Darmbakterien, sind aber vermehrungsunfähig.

Dies ermöglichte neuartige Experimente mit einer bakteriellen Darmbesiedelung, die aber im Gegensatz zu normalen lebenden Bakterien genau dosiert werden konnte und sich sozusagen selber wieder rückgängig macht. Die Studienergebnisse erscheinen am 24. Juni im Fachjournal «Science».

Das Darmimmunsystem kann zählen und ist vergesslich
So konnte das Forschungsteam zeigen, dass das Darmimmunsystem gewissermassen «zählen» kann: Die Anzahl Bakterien, die den Darm passiert, bestimmt die Stärke der Antikörper-Antwort. Dabei ist das Darm-Immunsystem weitgehend unbeeindruckt von wiederholten Bakterien-Besiedelungen – anders als bei einer erneuten Infektion mit einem Krankheitserreger. Massgeblich für eine Immun-Antwort scheint allein die Endsumme der Bakterien zu sein. Ein weiteres Ergebnis: Das Darm-Immunsystem ist unter normalen Umständen relativ «vergesslich».

Es reagiert zwar neben seiner andauernden «Beschäftigung» mit den bereits anwesenden normalen Darmbakterien auf den neuen Keim mit einer spezifischen Immun-Antwort. Diese wird aber nicht lange gespeichert, sondern geht nach dem Verschwinden des mutierten Bakteriums rasch wieder zurück. Die andauernde Stimulation durch die sich stetig verändernde normale Darmflora überschreibt sozusagen ständig die «Antikörper-Erinnerung» an das Vergangene. «Diese Arbeiten zeigen, dass der Darm ein ganz anderes Immunsystem oder genauer: immunologisches Gedächtnis hat als der restliche Körper», erklärt Siegfried Hapfelmeier.

Dies könnte künftig auch die Entwicklung von Impfstoffen beeinflussen: Neuartige Schluckimpfungen mit lebenden Bakterien gegen Darmkrankheitserreger kamen oft nicht über das Entwicklungsstadium hinaus – auch wenn (oder gerade weil) sie gut verträglich wären. Wie Hapfelmeier vermutet, erzeugen fremde, aber harmlose Bakterien im Darm keine sehr langlebigen Immun-Antworten und stimulieren kaum das immunologische Gedächtnis. «Künftige Impfstoffe müssten daher möglichst ähnlich einem Krankheitserreger beschaffen sein», so der Mikrobiologe.

Die Darmflora – die dichteste Bakterien-Ansammlung der Welt
Nirgendwo auf der Welt findet man eine dichtere Ansammlung von Bakterien als im Dickdarm. Kurz nach der Geburt wird jeder Mensch mit solch einer Darmflora, bestehend aus normalerweise gutartigen, gesundheitsfördernden Mikroorganismen, besiedelt und bleibt es ein Leben lang. Da die Darmschleimhaut auch eine wichtige Eintrittspforte für zahlreiche Krankheitserreger ist, sind entsprechend die meisten der Immunorgane und Immunzellen des Körpers in und am Magen-Darmtrakt konzentriert. Tagtäglich werden grosse Mengen Antikörper (Immunoglobulin A) in den Darm abgegeben, die aber grösstenteils gegen die gesunde Darmflora gerichtet sind. Ein Team von Berner Forschenden um Prof. Andrew Macpherson erforscht diese komplexen immunologischen Vorgänge.

Quellenangabe: Siegfried Hapfelmeier, Melissa A. E. Lawson, Emma Slack, Jorum K. Kirundi, Maaike Stoel, Mathias Heikenwalder, Julia Cahenzli, Yuliya Velykoredko, Maria L. Balmer, Kathrin Endt, Markus B. Geuking, Roy Curtiss 3rd, Kathy D. McCoy, Andrew J. Macpherson: Reversible Microbial Colonization of Germ-Free Mice Reveals the Dynamics of IgA Immune Responses, Science, 24. Juni 2010, in print.

Weitere Auskunft:
Dr. Siegfried Hapfelmeier, (Deutsch und Englisch), Departement für Klinische Forschung DKF, Gastroenterologie, MEM G820 der Universität Bern, Murtenstrasse 35, 3010 Bern
Tel. +41 78 882 52 73 / hapfelmeier@dkf.unibe.ch
Prof. Dr. Andrew Macpherson, Universitätsklinik für Viszerale Chirurgie und Medizin, Inselspital, 3010 Bern

Tel +41 (0)31 632 36 60 / 079 861 37 40 / andrew.macpherson@insel.ch

David Fogal | idw
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie