Freundliche Pilze melden sich bei ihren Wirten

Viele Jahre lang, nachdem Wissenschaftler eine vielfältige Population von manchmal gefährlichen Mikroben entdeckt hatten, die ständig in unserem Darm leben, beschrieben sie die Situation als eine Form des Lebens mit dem Feind. Aber wenn es um kommensale Populationen des Pilzes Candida albicans geht, kann der gefürchtete Eindringling eher als hilfreicher Freund angesehen werden, der mit Geschenken ankommt.

Das ist die Kernaussage einer Studie, die am 17. Mai 2022 in veröffentlicht wurde Zellberichtevon einem Team unter der Leitung von Sing Sing Way, MD, Ph.D., einem Experten für Infektionskrankheiten bei Cincinnati Children’s.

„Dieser Pilz könnte für unseren Körper unsichtbar sein, wenn er wollte. Er kann viele der Möglichkeiten verbergen, auf die unser Immunsystem weiß, wie man ihn erkennt“, sagt Way. „Stattdessen zeigt unsere Arbeit, dass es sich absichtlich exponiert, um davon zu profitieren, dass unser Körper es erkennt und nicht angreift.“

Viele Menschen sind mit dem Konzept der Probiotika oder „guten“ Bakterien vertraut. Wissenschaftler haben auch herausgefunden, dass Pilze Menschen Gutes tun können, indem sie manchmal Bakterien im kommensalen Zustand ersetzen und ähnliche nützliche Funktionen erfüllen.

„Pilze sind jedoch auch viel komplizierter als Bakterien und im Vergleich zu Bakterien relativ wenig erforscht“, sagt Way.

Blinkendes „Hallo“

In den vergangenen Jahren glaubten viele Wissenschaftler, dass das einfache Vorhandensein bestimmter Pilze im Darm ausreicht, um dem Körper zu signalisieren, dass er ein angemessenes Gleichgewicht der Mikrobiota hat. Sogar träge Pilze konnten über die Oberflächenstrukturen und Chemikalien ihrer Zellwände nachgewiesen werden.

„Dieses Papier zeigt, dass kommensale Pilze leben und aktiv Proteine ​​herstellen müssen, die unsere Immunzellen stimulieren, um diesen kommensalen Nutzen hervorzurufen. Sie müssen metabolisch und transkriptionell aktiv sein“, sagt Way.

Um festzustellen, wie C. albicans als kommensal anerkannt wird, arbeitete die Erstautorin Tzu-Yu Shao, eine Studentin der Immunbiologie, mit Wissenschaftlern der Cincinnati Children’s, der Brown University, der University of California San Francisco und des Institut Pasteur in Paris zusammen, um eine Reihe von Studien durchzuführen Experimente zur Feststellung einer Besiedlung bei Mäusen.

Sie erfuhren, dass das Gen UME6, das bei der Regulierung der Filamentbildung in Pilzen hilft, wesentlich dafür ist, dass Darm-C. albicans das Immunsystem „vorbereiten“ kann, damit es eine Vielzahl von Infektionen abwehren kann. Ursprünglich erwartete das Team, dass dieser Priming-Effekt entweder durch eine extrem hohe oder niedrige Expression dieses Gens verursacht wird.

Die vorteilhaften Wirkungen traten jedoch nicht auf, wenn die Besiedelung mit C. albicans auf eines der beiden Extreme beschränkt war. Stattdessen war es wichtig, den Pilz so zu manipulieren, dass er während der Besiedlung zwischen hohen und niedrigen UME6-Expressionsniveaus oszilliert. Dieses Hin- und Herblinzeln scheint dem Körper zu signalisieren, dass C. albicans nützlich ist. Im Gegenzug dafür, dass sie nicht aus dem Darm vertrieben werden, helfen die Pilze dem Körper, schneller zu reagieren und Infektionen durch eine Vielzahl von Mikroben – einschließlich C. albicans – abzuwehren.

„Wir haben herausgefunden, dass der Pilz nicht nur leben muss, sondern absichtlich ein Programm zur Expression spezifischer Zellwandkomponenten ausführen muss, damit unser Körper sie erkennen kann. Sie tun dies absichtlich, um uns und sich selbst zu helfen“, sagt Way.

Nächste Schritte

Schließlich kann es möglich sein, diesen Prozess zu manipulieren, um ein gesundes Niveau kommensaler Pilze wiederherzustellen. Aber zuerst möchte Ways Team mehr darüber erfahren, wie diese symbiotische Beziehung funktioniert.

Eine „gute“ Pilzbesiedlung kann bereits nach der Geburt beginnen, kann aber Monate dauern, bis sie abgeschlossen ist. Später können verschiedene Ereignisse dazu führen, dass andere Pilzpopulationen abtauchen. Wie wirken sich solche Populationsvariationen auf den kommensalen Nutzen aus? Das Team plant auch zu untersuchen, wie kommensaler C. albicans in anderen Geweben wirkt, einschließlich Mundschleimhaut, Lunge, Haut und Geburtskanal.

„Wir sind daran interessiert, genauer herauszufinden, wie und warum wir von diesen Mikroben besiedelt werden“, sagt Way. „Angesichts der Tatsache, dass unser Immunsystem sie sehen kann, beinhalten weitere nächste Schritte auch das Verständnis, warum die Kolonisierung normalerweise keine abweichenden Entzündungsreaktionen verursacht.“