Zwei bisher unbekannte Bakterienarten, die bei Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen identifiziert wurden

Forscher des Universitätsklinikums Utrecht (Niederlande) und der Yale University (USA) haben zwei neue Bakterienarten von Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) isoliert und charakterisiert. Die bisher unbekannten Bakterienarten mit den Namen Allobaculum mucilyticum und Allobaculum fili wurden aus der Darmmikrobiota von zwei verschiedenen Patienten isoliert und sind die ersten Vertreter der Gattung Allobaculum, die beim Menschen gefunden wurden.

Eine eingehende Charakterisierung ergab, dass die Stämme die schützende Schleimschicht des Darms hocheffizient abbauen und starke Immunreaktionen hervorrufen. Diese Ergebnisse unterstreichen die potenzielle Rolle von Bakterien bei der Pathogenese von CED und können zu einer zukünftigen präventiven Therapie beitragen.

Die Darmmikrobiota enthält Tausende von Bakterienarten, von denen viele noch nie im Labor kultiviert und untersucht wurden. Während die meisten dieser Bakterienarten harmlos sind oder sogar zu unserer Gesundheit beitragen, stehen andere im Verdacht, zu Krankheiten wie Darmkrebs und entzündlichen Darmerkrankungen (CED) beizutragen. CED ist eine chronisch entzündliche Erkrankung, die hauptsächlich aus Morbus Crohn und Colitis ulcerosa besteht und Millionen von Menschen weltweit betrifft.

Derzeit ist unklar, was IBD verursacht, obwohl angenommen wird, dass eine unerwünschte Immunantwort gegen die Darmmikrobiota eine entscheidende Rolle spielt. Daher haben sich Forscher des University Medical Center (UMC) Utrecht und der Yale University (New Haven CT, USA) daran gemacht, gemeinsam neuartige Bakterien zu isolieren und zu untersuchen, die von Patienten mit IBD isoliert wurden.

Zwei neue Bakterienarten

Unter Verwendung modernster „Culturomics“ konnten die Forscher zwei neue Bakterienarten aus dem Darmtrakt von Patienten mit CED isolieren. Diese Bakterien, die offiziell Allobaculum mucilyticum und Allobaculum fili genannt wurden, sind eng verwandte grampositive Bakterien, die in langen Ketten wachsen und die ersten Mitglieder der Allobaculum-Gattung sind, die beim Menschen identifiziert wurden.

Genetische Analysen ergaben, dass sie entfernte Cousins ​​von Erysipelothrix rhusiopathiae waren, einem pathogenen Bakterium, das verschiedene Tiere wie Schweine, Puten und Hühner, aber gelegentlich auch Menschen infiziert.

Abbau der Darmschleimschicht

In zwei weiteren Studien untersuchten die Forscher als nächstes die Eigenschaften von Allobaculum mucilyticum und die Rolle, die es bei Darmerkrankungen spielen könnte. Das Bakterium erwies sich als hocheffizienter Abbauer von Darmschleim, der schützenden Schleimschicht, die die meisten Darmbakterien von den Wirtszellen trennt.

Mithilfe einer Kombination aus genetischen, proteomischen und biochemischen Analysen wurde gezeigt, dass Allobaculum mucilyticum während des Wachstums eine breite Palette von enzymatischen Proteinen freisetzt, die nacheinander einzelne Zucker vom Muzinprotein abspalten. Diese freigesetzten Zucker könnten dann verwendet werden, um das Bakterienwachstum weiter zu unterstützen, können aber auch die Schutzfunktion der Schleimschicht verringern.

In Zusammenarbeit mit dem Team von Noah Palm, Ph.D. von der Yale University wurde gezeigt, dass Allobaculum mucilyticum bei infizierten Mäusen Darmentzündungen verursacht und die Immunantwort auf ein häufig gefundenes gesundes menschliches kommensales Bakterium stört.

„Obwohl es noch sehr vorläufig ist, ist es verlockend zu spekulieren, dass die neue Allobaculum-Spezies oder andere Bakterienarten mit ähnlichen Eigenschaften eine Rolle bei der Darmentzündung spielen, wie sie bei Patienten mit IBD beobachtet wird“, sagte der leitende Forscher Marcel de Zoete, Ph.D. (Abteilung für Medizinische Mikrobiologie, UMC Utrecht) spekuliert.

„Es ist noch ein langer Weg, bis wir die Rolle der Darmmikrobiota bei der Pathogenese von CED vollständig verstehen, aber Studien wie diese sind wichtige Schritte, die neue Erkenntnisse und Hinweise für zukünftige präventive Therapien bringen könnten.“

Die Arbeit erscheint im Internationale Zeitschrift für systematische und evolutionäre Mikrobiologie.