Die Forschung zeigt, wie sich ein gewöhnliches Bakterium aus dem Darm ausbreiten kann

Ein typisches Darmbakterium, das sich im Körper ausbreiten und eine schwere Infektion verursachen kann, widersteht der natürlichen Immunabwehr und Antibiotika, indem es seine schützende äußere Schicht, die als Zellhülle bekannt ist, verstärkt, so eine neue Studie von Forschern von Weill Cornell Medicine. Der Befund deutet auf mögliche neue Wege hin, um diese bakteriellen Infektionen zu bekämpfen.

Die Forschung, veröffentlicht am 10. November in mBiobeleuchtet einige der zugrunde liegenden Veränderungen, die auftreten können, wenn Populationen von Enterococcus faecalis (E. faecalis) durch die Epithelzellen des Darms wandern und entweichen, um andere Körperstellen zu erreichen.

„Systemische Infektionen mit E. faecalis können tödlich sein, da diese Mikrobe eine bemerkenswerte Fähigkeit hat, sich an verschiedene Umgebungen anzupassen und Behandlungen zu widerstehen“, sagte die Hauptforscherin Dr. Diana K. Morales, Assistenzprofessorin für Mikrobiologie und Immunologie in Geburtshilfe und Gynäkologie bei Weill Cornell Medizin.

Zu den Personen, bei denen das Risiko besteht, diese Infektionen zu entwickeln, gehören diejenigen, die Antibiotika einnehmen oder ein geschwächtes Immunsystem haben, das das Überwuchern von E. faecalis im Darm begünstigt. Das Verständnis, wie E. faecalis aus dem Darm austritt und sich ausbreitet, könnte Wissenschaftlern eines Tages helfen, kleine Moleküle zu finden, die die Ausbreitung des Bakteriums außerhalb des Darms stoppen und gefährliche Infektionen verhindern.

Wie das Bakterium aus dem Darm heraus und in andere Organe gelangen kann, ist noch weitgehend unerforscht. Forscher haben jedoch beobachtet, dass zwei verschiedene Populationen derselben Bakterienart existieren, sagte Dr. Morales. Eine Population entwickelt Eigenschaften, die es ihr ermöglichen, die Darmbarriere zu passieren und eine vorteilhafte Resistenz gegen antimikrobielle Mittel zu erlangen, während die andere an Ort und Stelle bleibt.

In einer Reihe früherer Laborstudien des Bakteriums fanden die Forscher heraus, dass der bewegliche E. faecalis Moleküle produziert, die aus Zuckerketten bestehen, die als Polysaccharide bezeichnet werden und es dem Bakterium ermöglichen, sich zu aggregieren oder zu verklumpen. „Wenn sich diese Bakterien ansammeln, scheinen sie die Fähigkeit zu entwickeln, sich zu bewegen“, sagte Dr. Morales.

In der aktuellen Studie stellten die Forscher, darunter die Hauptautorin Dr. Yusibeska Ramos, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Geburtshilfe und Gynäkologie, fest, dass die bewegliche Form von E. faecalis eine Zellhülle aufweist, die erhöhte Mengen an Glykolipiden enthält, bei denen es sich um Fettmoleküle handelt, die mit a verbunden sind Kohlenhydrat.

Eine verstärkte Produktion von Glykolipiden der Zellhülle scheint dem Bakterium zu helfen, extrazellulären Stressoren zu widerstehen. Zu diesen Stressoren gehören das antimikrobielle Mittel Daptomycin, ein gängiges Mittel zur Behandlung von E. faecalis-Infektionen, und β-Defensine, kleine Moleküle, die Darmepithelzellen produzieren, um Infektionen vorzubeugen.

Die Forscher fanden auch heraus, dass genetische Mutationen, die die Glykolipidproduktion hemmen, E. faecalis empfindlicher gegenüber diesen Stressoren machten und die Fähigkeit des Bakteriums verringerten, Zelloberflächen zu durchdringen und sich durch Darmepithelzellen zu bewegen.

Der nächste Schritt für die Forscher besteht darin, zusätzliche In-vivo-Modelle zu evaluieren, um zu bestätigen, ob die in der aktuellen Studie aufgedeckten molekularen Wege benötigt werden, damit das Bakterium den Darm verlässt. „Wir sind auch daran interessiert, pharmakologische Ansätze zu identifizieren, die auf diese spezifischen Wege abzielen können, mit dem Ziel, Patienten eines Tages dabei zu helfen, Infektionen durch diese Darmmikrobe besser zu bekämpfen“, sagte Dr. Morales.