Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Fäkalienbakterien. (Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Getty Images) Unsere Eingeweide sind fabelhafte Orte, gefüllt mit einer Vielzahl von Mikroben. Diese winzigen Lebensformen helfen uns bei allem Gärung von Ballaststoffen für ein Sättigungsgefühl. Doch ihre Wirkung bleibt nicht nur im Darm.
Wir wissen, dass Darmmikroben wie Bakterien und Hefen eine Rolle spielen Diabetes , Depression Und neurovaskuläre Erkrankung. Jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass von Magenbakterien produzierte Moleküle dem menschlichen Körper beim Immunsystem helfen und sogar bei der Bekämpfung von Tumoren helfen können.
„Die Ergebnisse sind ein Beispiel dafür, wie Metabolite von Darmbakterien den Stoffwechsel und die Genregulation unserer Zellen verändern und so die Effizienz von Tumortherapien positiv beeinflussen können“, sagt der Immunologe Maik Luu vom Universitätsklinikum Würzburg in Deutschland.
Kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) sind eines der hilfreichen Moleküle, die entstehen, wenn Ballaststoffe im Darm fermentiert werden. Wichtige SCFAs sind Acetat Und Butyrat , zusammen mit den weniger verbreiteten Pentanoat , kommt nur in einigen Bakterien vor. Alle diese SCFAs haben eine Reihe positiver Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen, wie z. B. die Regulierung der Insulinresistenz, des Cholesterins und sogar des Appetits.
Luu und Kollegen haben nun herausgefunden, dass Butyrat und Pentanoat auch die Antitumoraktivität einer Art steigern Killer-T-Zelle bekannt als CD8, durch Neuprogrammierung ihrer Funktionsweise. Dies konnten sie erstmals experimentell an Mäusen nachweisen.
„Wenn kurzkettige Fettsäuren CD8-T-Zellen umprogrammieren, führt dies unter anderem zu einer erhöhten Produktion entzündungsfördernder und zytotoxischer Moleküle.“ sagt Luu .
„Wir konnten zeigen, dass die kurzkettigen Fettsäuren Butyrat und insbesondere Pentanoat die zytotoxische Aktivität von CD8-T-Zellen steigern können.“
Mithilfe von Labormäusen stellte das Team fest, dass dies sicher war Kommensal Bakterien produzieren Pentanoat. Zum Beispiel ein relativ seltenes menschliches Darmbakterium, Megasphaera Massiliensis verstärkte kleine Proteine genannt Zytokine in den Killer-T-Zellen, was zu einer erhöhten Fähigkeit zur Zerstörung von Tumorzellen führt.
Als Kontrolle experimentierte das Team mit anderen, kein Pentanoat produzierenden Bakterien und konnte keinen Einfluss auf die Zytokinspiegel feststellen. Diese Erkenntnis könnte besonders nützlich für Therapien sein, die das Immunsystem zur Bekämpfung nutzen Krebs .
Einige Tumorzellen haben Proteine auf ihrer Oberfläche, die an Proteine auf T-Zellen binden können, was zu einer Immun-Checkpoint-Reaktion Dies weist die Killerzelle an, ihr Ziel – in diesem Fall die Krebszelle – zu verschonen. Die Therapie mit Immun-Checkpoint-Inhibitoren (ICI) funktioniert, indem sie diese Checkpoint-Proteine blockiert, sodass die T-Zellen ihre Aufgabe erfüllen und die Tumorzellen zerstören können.
„Ein definiertes kommensales Konsortium bestehend aus 11 menschlichen Bakterienstämmen löste eine starke CD8+ T-Zell-vermittelte Antitumorimmunität aus.“ schrieb das Team in seinem neuen Papier.
„Diese Studie hat gezeigt, dass eine Mischung menschlicher Kommensalen in geringen Mengen die Wirksamkeit der ICI-Therapie bei Mäusen erheblich steigern konnte.“
Diese aufregende Entdeckung bringt uns dem Verständnis näher, wie die richtige Mischung von Darmbakterien dazu beitragen könnte, die ICI-Therapien für Krebspatienten zu verbessern.
Das Team untersuchte auch eine genetisch veränderte Art von T-Zellen namens CAR-T-Zellen die in der Immuntherapie eingesetzt werden, und fanden heraus, dass die bakterielle Unterstützung insbesondere bei soliden Tumoren auf die gleiche Weise funktioniert.
Obwohl die Forscher warnen, dass es noch ein langer Weg ist, bis wir diese Ergebnisse in der Klinik anwenden können, ist diese wichtige Erkenntnis ein weiterer Grund, Ihre Darmbakterien zu lieben und daran zu denken, mehr Ballaststoffe zu sich zu nehmen.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturkommunikation .