(Malekas85/iStock/Getty Images) Bakterien, die mehr als eine Meile unter der Oberfläche des Pazifischen Ozeans gesammelt wurden, haben möglicherweise gerade eine der am längsten gehegten Annahmen der Immunologie zunichte gemacht.
Der Bakterien sind dem Menschen so fremd, dass unsere Immunzellen ihre Existenz nicht einmal registrieren und sie für uns völlig unsichtbar machen Immunsysteme .
Dies widerspricht völlig einem der klassischen Grundsätze der Immunologie – dass das menschliche Immunsystem sich so entwickelt hat, dass es in der Lage ist, jede einzelne Mikrobe zu erkennen, um die infektiösen Mikroben abzufangen.
„Die Idee war, dass das Immunsystem ein Generalist ist, es ist ihm egal, ob etwas eine Bedrohung darstellt oder nicht, es beseitigt es einfach.“ Aber bis jetzt hat niemand diese Annahme wirklich auf den Prüfstand gestellt“, sagte Jonathan Kagan, Immunologe am Boston Children's Hospital und einer der Studienleiter, gegenüber WordsSideKick.com.
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Um dies zu testen, mussten die Forscher Bakterien finden, bei denen es unwahrscheinlich ist, dass sie jemals zuvor Kontakt mit dem Immunsystem von Säugetieren hatten. Sie wählten einen Ort tief im zentralen Pazifik, im Schutzgebiet der Phoenix-Inseln in Kiribati, 1.650 Meilen (2.655 Kilometer) südwestlich von Hawaii.
„Es handelt sich nicht nur um die Tiefsee, sondern um den tiefsten, ältesten, entlegensten und geschütztesten Teil des Ozeans“, sagte der Co-Autor der Studie, Randi Rotjan, Meeresökologe der Boston University, gegenüber WordsSideKick.com.
„Es ist 4.000 Meter (13.100 Fuß) tief; es gibt keine ansässigen Säugetiere; Und es ist im äquatorialen Raum, wo es nicht einmal Wale gäbe, damit es zu Walstürzen kommt“, sagte Rotjan und bezog sich dabei auf die Tatsache, dass Wale dazu neigen, in einer Hemisphäre zu brüten und in der anderen zu fressen, und das taten sie auch Überqueren Sie den Äquator nur während der Migration.
„Dies war ein guter Ort, um plausibel Bakterien zu finden, die sich völlig von den Bakterien unterscheiden, mit denen wir an Land interagieren.“
Dort sammelten die Forscher mit einem fernen U-Boot Meeresbakterien aus Wasser-, Schwamm-, Seestern- und Sedimentproben, bevor sie sie zu 117 kultivierbaren Arten züchteten.
Nachdem die Forscher die Merkmale ihrer Bakterien identifiziert hatten, führten sie 50 der Stämme in Immunzellen von Mäusen und Menschen ein. Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass 80 Prozent der Mikroben größtenteils zur Gattung gehörten Moritella , entging der Entdeckung. Die Rezeptoren auf den in der Studie verwendeten Immunzellen des Knochenmarks von Säugetieren waren nicht in der Lage, sie zu sehen.
„Es war wirklich überraschend“, sagte Kagan. „Am Ende entsteht ein Bild des Immunsystems, das lokal durch die Insekten definiert wird, in deren Nähe es lebt, und dass sich die Insekten und die Immunität gemeinsam entwickelt haben.“ Wenn Sie Ihr Immunsystem in ein anderes Ökosystem verlagern, werden viele der dortigen Insekten immunstumm sein.“
Kagan fügte zum Beispiel hinzu: „Es ist möglich, dass es im tiefen Pazifischen Ozean ein wirbelloses Tier gibt, das blind ist.“ E coli .'
Um herauszufinden, welche Eigenschaften der Meeresbakterien sie für unsere Immunrezeptoren unsichtbar machen, setzte das Team die Zellen von Mäusen und Menschen außerdem nur einem bestimmten Teil der Bakterienzellwand aus, dem sogenannten Lipopolysaccharid (LPS). Es ist bekannt, dass das Immunsystem von Säugetieren diesen äußersten Teil der Bakterienzellwand nutzt, um sogenannte gramnegative Bakterien zu erkennen und zu bekämpfen.
Die Forscher fanden heraus, dass die Rezeptoren der Säugetierzellen auch für das LPS allein blind waren.
„Die LPS-Moleküle ähnelten denen, die man in Bakterien an Land finden würde, aber viele von ihnen waren völlig geräuschlos“, sagte Kagan. „Das liegt daran, dass sich herausstellte, dass die Lipidketten auf dem LPS viel länger waren als die, die wir an Land gewohnt sind, aber wir wissen immer noch nicht, warum das bedeutet, dass sie unentdeckt bleiben können.“
Trotz ihrer unheimlichen Fähigkeit, sich der Entdeckung zu entziehen, stellen die Forscher fest, dass Tiefseebakterien kein Risiko für eine Infektion von Menschen darstellen.
„Erstens haben sie sich nicht entwickelt, um dem Immunsystem von Säugetieren zu entgehen. Wenn es also eine Pathogenität gäbe, wäre das ein Zufall“, sagte Rotjan.
„Der zweite Grund, warum es höchst unwahrscheinlich ist, ist, dass sich die Temperaturen, Drücke und die chemischen Umgebungen in unserem Körper so stark von denen am Meeresboden unterscheiden.“ „Diese Bakterien sind außerhalb ihres normalen Lebensraums nicht länger als ein paar Minuten glücklich.“
Nachdem die Forscher nun den Grundstein dafür gelegt haben, wie diese fremden Bakterien mit unserem Immunsystem interagieren, wollen sie dieses Wissen nutzen, um zur Entwicklung besserer Immuntherapeutika beizutragen. Sie hoffen auch, nach Kiribati zurückzukehren, um das Immunsystem der Organismen zu untersuchen, die diese Bakterien weiterentwickelt haben, um sie zu infizieren.
Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse am 12. März online in der Zeitschrift Wissenschaftliche Immunologie .
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