Die Wechselwirkung zwischen Immunität und Darmbakterien beeinflusst das Altern
Ein Mechanismus, der das Immunsystem, Darmbakterien und das Altern miteinander verbindet, wurde in jüngster Zeit entdeckt.
Eine Funktionsstörung des Immunsystems kann Darmbakterien auf eine Weise stören, die altersbedingte Veränderungen im Körper fördert, behaupten Wissenschaftler der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz.
Eine Studienarbeit in der Zeitschrift Immunität Einzelheiten darüber, wie die Wissenschaftler genetisch veränderte Fruchtfliegen verwendeten, um zu ihren Schlussfolgerungen zu gelangen.
Sie führten eine Funktionsstörung im Immunsystem der Fliege ein, indem sie ein Gen ausschalteten. Dies führte zu einem Ungleichgewicht in Darmbakterien oder Mikrobiota, die einen Überschuss an Milchsäure produzierten.
Die überschüssige Milchsäure erzeugte Chemikalien, die als reaktive Sauerstoffspezies bezeichnet werden und die Zellen schädigen können und Verbindungen zu altersbedingten Veränderungen in Organen und Geweben haben.
Der leitende Studienautor Bruno Lemaitre, Professor am Global Health Institute der EPFL, und sein Team schlagen vor, dass Säugetiere einen ähnlichen Mechanismus haben.
"Unsere Studie", sagt der Erstautor Igor Iatsenko, ein Wissenschaftler in der Forschungsgruppe von Prof. Lemaitre, "identifiziert ein bestimmtes Mikrobiota-Mitglied und seinen Metaboliten, die das Altern im Wirtsorganismus beeinflussen können."
Notwendigkeit, Kommensaldysbiose zu verstehen
In den Eingeweiden fast aller Tiere leben große Kolonien von Bakterien und anderen Mikroorganismen, die zusammen als Kommensalmikroben bezeichnet werden.
Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass Kommensalmikroben das Immunsystem und andere Funktionen im Körper beeinflussen und im Gleichgewicht mit ihnen leben.
Eine Störung dieses ausgewogenen Zusammenlebens ist als Kommensaldysbiose bekannt und kann aus verschiedenen Gründen auftreten, z. B. aufgrund von Krankheit und Medikamenteneinnahme.
Studien haben auch eine Kommensaldysbiose mit verschiedenen krankheitsbedingten Veränderungen sowie einer kürzeren Lebensdauer in Verbindung gebracht.
Die biologische Natur dieser Beziehungen und die Mechanismen, die sie verbinden, bleiben jedoch etwas unklar.
Das Team beschloss, dies mit der Fruchtfliege weiter zu untersuchen. Drosophila melanogasterals ihr Modellorganismus. Wissenschaftler verwenden diese Art häufig, um Darmbakterien und Genetik zu untersuchen.
Commensale Dysbiose verkürzte die Lebensdauer
In früheren Arbeiten hatte Iatsenko ein Gen identifiziert, das es dem Immunsystem von Fruchtfliegen ermöglicht, potenziell schädliche Fremdbakterien zu erkennen und anzugreifen. Das Gen heißt Peptidoglycan-Erkennungsprotein SD (PGRP-SD).
Für die neue Untersuchung züchtete das Team einen Mutantenstamm von immungeschwächten Fruchtfliegen, indem es deren ausschaltete PGRP-SD Gene.
Das Ergebnis war, dass die immungeschwächten Fliegen nicht so lange lebten wie normale Fliegen. Sie hatten auch viel höhere Zahlen des Bakteriums Lactobacillus plantarum.
L. plantarum ist ein Darmbakterium, das Milchsäure produziert. Die Wissenschaftler fanden einen Überschuss an Milchsäure in den Fliegen mit geschwächtem Immunsystem zusammen mit einem damit verbundenen Anstieg der reaktiven Sauerstoffspezies.
Aktivieren PGRP-SDAuf der anderen Seite „verhinderte die Kommensaldysbiose“ bei den Fliegen und ließ sie länger leben.
„Milchsäure, ein Metabolit, der vom Bakterium produziert wird Lactobacillus plantarum", Erklärt Prof. Lemaitre," wird in den Fliegendarm eingebaut und verarbeitet, mit dem Nebeneffekt, reaktive Sauerstoffspezies zu produzieren, die Epithelschäden fördern. "
Igor Iatsenko fordert weitere Studien, um mehr über metabolische Wechselwirkungen zwischen Kommensalbakterien und dem Körper während des Alterns herauszufinden.
"Es gibt definitiv noch viele weitere Beispiele wie dieses […]."
Igor Iatsenko
