Könnten Darmbakterien den Zusammenhang zwischen Stress und Autoimmunerkrankungen erklären?
Neue Erkenntnisse könnten erklären, warum Stress ein Risikofaktor für Autoimmunerkrankungen ist. Eine kürzlich an Mäusen durchgeführte Studie zeigt, dass anhaltender sozialer Stress die Darmmikrobiota oder Mikroorganismen auf eine Weise verändert, die bestimmte Immunantworten auslösen kann.
Autoimmunerkrankungen entstehen, wenn das Immunsystem körpereigene Gewebe, Organe und Zellen angreift. Es reagiert auf sie, als wären sie krankheitsverursachende Bakterien und Viren.
Das Nationale Institut für Allergien und Infektionskrankheiten legt nahe, dass es mindestens 80 Autoimmunerkrankungen gibt, darunter Lupus, rheumatoide Arthritis und Typ-1-Diabetes.
Studien haben Stress als Risikofaktor für Autoimmunerkrankungen identifiziert. Der Mechanismus der Verknüpfung ist jedoch unklar.
Forscher der Bar Ilan University in Israel haben nun herausgefunden, dass Darmbakterien in Mäusen auf sozialen Stress reagieren, indem sie die Anzahl der Effektor-T-Helferzellen erhöhen, Immunzellen, die eine Rolle bei der Autoimmunität spielen.
Sie berichten über ihre Ergebnisse in einem kürzlich erschienenen Artikel in der Zeitschrift mSystems.
"Wir wissen, dass zwischen dem Immunsystem und der Mikrobiota ein starkes Übersprechen besteht", sagt der leitende Studienautor und Immunologe Orly Avni, Ph.D.
Avni und ihr Team stellten fest, dass anhaltender sozialer Stress nicht nur die Expression von Genen in den Darmbakterien der Mäuse, sondern auch deren Zusammensetzung verändert.
"Und die daraus resultierende Immunantwort auf diese Bedrohung gefährdete die Toleranz gegenüber sich selbst", fügt sie hinzu.
Die Symptome variieren bei Autoimmunerkrankungen
In den Vereinigten Staaten leiden nach einer Schätzung der American Autoimmune Related Diseases Association mehr als 50 Millionen Menschen an einer Autoimmunerkrankung.
Die Ursachen vieler dieser Krankheiten, die bei Frauen häufiger auftreten als bei Männern, sind nicht klar.
Abgesehen von den vererbten Risiken vermuten Wissenschaftler, dass die Chancen für die Entwicklung einer Autoimmunerkrankung hauptsächlich auf komplexen Wechselwirkungen zwischen Genen und Umwelt beruhen.
Was die Untersuchung der Ursachen von Autoimmunerkrankungen besonders schwierig macht, ist die Vielfalt und Schwere der Symptome. Diese Sorte unterscheidet sich nicht nur zwischen den Bedingungen, sondern auch innerhalb dieser.
Nehmen wir zum Beispiel Multiple Sklerose (MS), eine Krankheit, bei der das Immunsystem das Myelin angreift, das Schutzprotein, das die Nerven des Zentralnervensystems bedeckt und isoliert.
MS hat unvorhersehbare Symptome, die von „relativ gutartig“ bis „behindernd“ und sogar „verheerend“ reichen können.
Die Krankheit beginnt oft mit Sehproblemen und führt zu Schwäche und Schwierigkeiten bei Gleichgewicht und Koordination.
Im Gegensatz dazu induziert Autoimmunität bei der seltenen und behindernden Krankheit Sklerodermie eine Fibrose, bei der es sich um die Überproduktion von Kollagen und anderen Proteinen handelt, die Bindegewebe bilden.
Sklerodermie kann verschiedene Körperteile betreffen, einschließlich innerer Organe, Haut und Blutgefäße. Die verschiedenen Arten dieser Krankheit variieren durch das Ausmaß, in dem die Fibrose lokalisiert oder systemisch ist.
Stress verändert Darmbakterien bei Mäusen
In der neuen Studie verwendeten die Forscher zwei Gruppen von Mäusen: die Gruppe für sozialen Stress und die Kontrollgruppe. Sie setzten die soziale Stressgruppe 10 Tagen täglichen Begegnungen mit anderen aggressiven, dominanten Mäusen aus. Die Kontrollgruppe erlebte in der Zwischenzeit keine derartigen Begegnungen.
Als sie anschließend die Darmmikroben der Mäuse analysierten, stellten die Forscher fest, dass die soziale Stressgruppe mehr hatte Bilophila und Dehalobacterium als die Kontrollen.
Wissenschaftler haben auch höhere Konzentrationen dieser Darmbakterien bei Menschen mit MS gefunden.
Weitere Untersuchungen ergaben, dass Stress einige Gene in den Darmmikroben der Mäuse verändert hatte. Die wichtigsten Genveränderungen waren diejenigen, die Bakterien helfen, zu wachsen, sich zu bewegen und Signale an und von ihrem Wirt weiterzuleiten.
Eine Erhöhung der Expression dieser Gene in Mikroben kann ihnen helfen, sich außerhalb des Darms fortzubewegen. Das Team stellte beispielsweise fest, dass solche Veränderungen es den Mikroben ermöglichen könnten, zu nahe gelegenen Lymphknoten zu gelangen, wo sie Immunantworten auslösen könnten.
Die Darmlymphknoten der gestressten Mäuse enthielten nicht nur höhere Mengen an pathogeneren Bakterien, sondern auch Effektor-T-Zellen, "einschließlich myelinautoreaktiver Zellen".
Die Ergebnisse legen nahe, dass es eine Kette von Ereignissen gibt, bei denen Stressbelastung, Veränderungen der Darmbakterien und Veränderungen der Immunzellen zu einem höheren Risiko eines Autoimmunangriffs führen.
Avni warnt jedoch davor, dass Darmbakterien zwar auf sozialen Stress reagieren können, es aber noch einen Weg gibt, um herauszufinden, wie sich diese Ereignisse langfristig auswirken.
Ein besseres Verständnis dieser komplexen Beziehung könnte eines Tages zu einer individuellen Behandlung von Darmmikroben bei stressempfindlichen Autoimmunerkrankungen führen.
"Es reicht nicht aus, die Zusammensetzung oder die Zunahme oder Abnahme einer Art zu untersuchen. Wir müssen auch verstehen, wie die Mikrobiota uns wahrnehmen und wie sie ihr „Verhalten“ entsprechend ändern. “
Orly Avni, Ph.D.
