Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie nützliche Darmbakterien krankmachen: Neuer Auslöser von chronischen Darmentzündungen entdeckt

29.11.2011
Das Bakterium Enterococcus faecalis ist ein zumeist nützlicher Bestandteil der natürlichen Darmflora. Es kann aber auch chronische Entzündungen wie Morbus Chron und Colitis ulcerosa auslösen. Ursache ist das von E.faecalis produzierte Enzym Gelatinase.

Bei einer genetischen Anfälligkeit für Darmentzündungen durchlöchert es die Darmschleimhaut und öffnet so Krankheitserregern Tür und Tor. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben diesen bisher unbekannten Wirkungsmechanismus zwischen nützlichen Darmbakterien, genetischer Veranlagung und dem Ausbruch der Erkrankungen aufgeklärt. Auf dieser Grundlage wollen sie neue Behandlungsmethoden entwickeln.


Durchlässige Schutzbarriere: Fehlt das abdichtende Protein E-Cadherin (hellgrün), entstehen Darmentzündungen (Bilder rechts).
Bild: TUM

Eine Billion Bakterien pro Quadratmeter – der menschliche Darm ist das am dichtesten besiedelte Ökosystem. Zu seinen Bewohnern gehört Enterococcus faecalis (E.faecalis), ein Milchsäurebakterium, das auch in fermentierten Käse und Wurstwaren vorkommt und dem in probiotischen Lebensmitteln eine gesundheitsfördernde Wirkung zugeschrieben wird. Die nützlichen Bakterien können aber auch krankmachen. Wie sie an der Entstehung von chronischen Darmentzündungen beteiligt sind, haben Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) herausgefunden.

Die Forscher haben dafür den Weg des Enzyms Gelatinase aus der Gruppe der Metalloproteasen im Darm von Mäusen verfolgt: Es wird von E. faecalis-Bakterien produziert und ist bei gesunden Mäusen ungefährlich für die Darmschleimwand. Anders bei genetisch veränderten Mäusen mit einer erhöhten Empfänglichkeit für Darmentzündungen: Hier greift das Enzym die E-Cadherin-Moleküle an, die wie Klebstoff zwischen den Epithelzellen des Darms sitzen und das Gewebe abdichten. Die Darmwand wird damit durchlässig für Krankheitserreger. Auf den Durchbruch der Schutzbarriere reagiert die Immunabwehr der Mäuse mit Entzündungen. Die wiederum schwächen die Darmwand und öffnen damit die Pforte für weitere Keime – chronische Erkrankungen sind die Folge.

Der von einem Forscherteam um Prof. Dirk Haller (Lehrstuhl für Biofunktionalität der Lebensmittel) entdeckte Mechanismus trägt dazu bei, die komplexen Ursachen von chronischen Darmentzündungen besser zu verstehen. Denn wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa beim Menschen entstehen, ist immer noch weitgehend ungeklärt. Zwar ist bekannt, dass rund 100 Gene oder Genabschnitte die Anfälligkeit erhöhen. Ob die Krankheit tatsächlich ausbricht, lässt sich daraus aber nicht verlässlich ableiten. Entscheidende Auslöser sind oft andere Faktoren: eine Schwäche der Immunabwehr, bestimmte Ernährungsgewohnheiten oder eben die Bakterien der natürlichen Darmflora. „Bei der Entstehung von chronischen Darmentzündungen ist die komplexe Wechselwirkung zwischen der genetischen Veranlagung und dem mikrobiellen Milieu im Darm entscheidend“, sagt Prof. Dirk Haller. „Bakterien wie E.faecalis wirken verstärkend nach beiden Seiten: Sie können die Erkrankungen eindämmen oder begünstigen. In welche Richtung das Pendel ausschlägt, hängt auch von den Erbanlagen des Wirtsorganismus ab“, erklärt der Ernährungswissenschaftler.

Gemeinsam mit seinen Kollegen Prof. Michael Schemann (Lehrstuhl für Humanbiologie) und Prof. Bernhard Küster (Lehrstuhl für Proteomik und Bioanalytik) arbeitet Haller deshalb darauf hin, die Erkenntnisse aus den Maus-Experimenten auch in der Krankenversorgung anzuwenden. Als nächstes wollen sie deshalb in Zusammenarbeit mit dem Klinikum rechts der Isar der TU München die Wirkungsmechanismen solcher Darmbakterien und ihrer Enzyme bei der Behandlung von Patienten mit chronischen Darmerkrankungen untersuchen. Ziel ist es dabei, neue Methoden zu entwickeln, um die Enzym-Produktion der E.faecalis-Bakterien zu hemmen.

Publikation:
N. Steck, M. Hoffmann, I.G. Sava, S.C. Kim, H. Hahne, S.L. Tonkonogy, K. Mair, D. Krueger, M. Pruteanu, F. Shanahan, R. Vogelmann, M. Schemann, B. Küster, R.B. Sartor, D. Haller: Enterococcus faecalis Metalloprotease Compromises Epithelial Barrier and Contributes to Intestinal Inflammation; Gastroenterology, Volume 141, Issue 3, Pages 959-971, September 2011

http://www.gastrojournal.org/article/S0016-5085%2811%2900700-1/abstract

Dr. Ulrich Marsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.wzw.tum.de/bflm/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neuer Ansatz gegen Gastritis
10.08.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Wenn Schimmelpilze das Auge zerstören
10.08.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie