Wie Mikroben dazu beitragen können, die Quecksilberaufnahme zu verringern

Neue Forschungen eines Teams der Pennsylvania State University legen nahe, dass Mikroben im menschlichen Darm genutzt werden könnten, um dem Körper dabei zu helfen, nützliche Nahrungsmetalle – wie Eisen, das für rote Blutkörperchen wichtig ist – aufzunehmen und die Aufnahme giftiger Metalle zu blockieren oder sogar zu beseitigen. wie Quecksilber. Die Gruppe präsentiert ihre Ergebnisse auf der ASM Microbe 2023, der Jahrestagung der American Society for Microbiology.

Methylquecksilber sei besonders besorgniserregend, sagte Daniela Betancurt-Anzola, eine Doktorandin an der Penn State, die die neue Studie leitete. Es handelt sich um ein Neurotoxin, das zur Erblindung, Organschäden und unbehandelt sogar zum Tod führen kann. Schwangere Frauen sind besonders anfällig für eine Quecksilbervergiftung, und eine vorgeburtliche Exposition könnte zu Blindheit, Krampfanfällen und Hirnschäden führen.

Der größte Teil der Quecksilberbelastung erfolgt durch Fische oder Schalentiere, es kann aber auch anderswo auftreten. „Es reichert sich in Lebewesen, in Pflanzen und Fischen an“, sagte sie. „Wir essen diese Dinge und es sammelt sich in uns.“

Betancurt-Anzola und ihre Kollegen analysierten zunächst Tausende von Genomen von Darmbakterien und konzentrierten sich dabei auf genetische Determinanten, die mit der Fähigkeit zur Interaktion mit Metallen verbunden sind. Es sei bekannt, dass viele Gene mit der Metallresistenz zusammenhängen, sagte sie, aber die Gruppe konzentrierte sich auf diejenigen, die es Bakterien ermöglichten, Methylquecksilber zu absorbieren und es aus dem Darm fernzuhalten.

Um zu verstehen, wie diese Gene funktionieren und sich auf den Wirt auswirken, untersuchte das Team mithilfe der metagenomischen Sequenzierung, wie menschliche und Maus-Mikroben auf Quecksilberexposition reagierten. Schließlich nutzten die Forscher diese Erkenntnisse, um ein Probiotikum zu entwickeln, das speziell zur Entgiftung einer schädlichen Art von Quecksilber entwickelt wurde, die häufig in der menschlichen Ernährung vorkommt. Sie fügten Gene von Bacillus megaterium-Bakterien, die bekanntermaßen sehr resistent gegen Methylquecksilber sind, in Stämme von Lacticaseibacillus ein, einer Gattung von Milchsäurebakterien.

„Es ist ein perfektes Probiotikum dafür, weil es im Darm überleben kann, sich aber nur sehr schlecht im Körper ansiedeln kann“, sagte Betancurt-Anzola. „Es befindet sich im Darm, nimmt das Methylquecksilber auf und verlässt es dann.“

Die Gruppe habe mit Pilotstudien an Mäusen begonnen, die Quecksilber ausgesetzt waren, sagte sie, und erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass es den Mäusen, die das Probiotikum erhalten hatten, besser ging als denen, die es nicht erhalten hatten.

Derzeit konzentriere sich die Gruppe darauf, zu verstehen, wie Darmmikroben mit Quecksilber interagieren, aber sie planen, auch andere Metalle zu untersuchen. Ihr oberstes Ziel ist es, Interventionen zu entwickeln, die dazu beitragen könnten, den Gehalt an gefährlichen Metallen – wie Quecksilber – zu senken und die Aufnahme derjenigen zu steigern, die der menschliche Körper benötigt. „Wir sind daran interessiert, zu untersuchen, wie die gesamte mikrobielle Gemeinschaft auf verschiedene Metalle reagiert“, sagte Betancurt-Anzola.