idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
10.08.2018 14:13

Die ganz frühe Kindheit prägt die Bakteriengemeinschaft im Darm

Dr. Boris Pawlowski Presse, Kommunikation und Marketing
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

    Eine internationale Studie mit Beteiligung des Exzellenzclusters Entzündungsforschung weist zum ersten Mal einen Faktor nach, der nur in einer kurzen Phase nach der Geburt aktiv ist und lebenslange Folgen hat.

    Was Hänschen nicht lernt, lernt Hans nimmermehr. Diese Lebensweisheit gilt scheinbar nicht nur ganz allgemein für die Bildung, sondern auch für wesentliche biologische Prozesse. Nach der Geburt gibt es ein besonders wichtiges Zeitfenster, in der die Bakteriengemeinschaft im Darm, das sogenannte Mikrobiom, geformt wird. In der jetzt in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie wurde ein molekularer Faktor identifiziert, der bei Mäusen nur bis 21 Tage nach der Geburt aktiv ist. In dieser Zeit beeinflusst der Faktor, welche Bakterien den Darm besiedeln. „Man kann das nicht 1:1 auf die Situation beim Menschen übertragen, aber bei der Maus ist das ungefähr der Zeitpunkt, wo die Umstellung von Muttermilch zu fester Nahrung erfolgt. Beim Menschen wäre das entsprechend etwa ein halbes Jahr“, erklärt Zweitautor Dr. Felix Sommer aus der Arbeitsgruppe von Cluster-Vorstandsmitglied Professor Philipp Rosenstiel am Institut für Klinische Molekularbiologie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem Sonderforschungsbereich 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“.

    Bereits frühere Experimente weisen darauf hin, dass es ein Zeitfenster für die Prägung des Mikrobioms gibt. Die jetzt in Nature veröffentlichten Ergebnisse weisen erstmals einen konkreten Mechanismus im angeborenen Immunsystem nach, der nur kurz nach der Geburt aktiv ist und die Besiedlung mit Mikroorganismen reguliert. Diese Phase ist prägend für die lebenslange Zusammensetzung des Mikrobioms.

    Das Forschungsteam unter Leitung des Aachener Mikrobiologen Professor Mathias Hornef untersuchte in Epithelzellen des Darms von jungen und älteren Tieren das Vorhandensein von Rezeptoren des angeborenen Immunsystems, die bakterielle Strukturen erkennen. Vor allem bei dem Rezeptor TLR5 (Toll-like Rezeptor 5) zeigte sich eine deutliche Altersabhängigkeit. Drei Tage alte Tiere hatten eine wesentlich höhere Expression des Rezeptors als ältere Tiere. Diese Beobachtung war Ausgangspunkt für Experimente zur Besiedlung von keimfreien jungen und alten Mäusen mit dem Mikrobiom anderer Tiere. „TLR5 erkennt Flagellin, die Hauptkomponente bakterieller Flagellen. Mäuse, denen nach genetischer Veränderung TLR5 fehlt, haben ein verändertes Mikrobiom durch die Ausbreitung von flagellierten Bakterien. Wir haben keimfreie Wildtyp-Mäuse mit der Darmflora von anderen Tieren kolonisiert, und zwar zum einen mit dem Bakterienmix von anderen Wildtyp-Mäusen und zum anderen mit dem von genetisch veränderten Mäusen ohne TLR5“, erklärt Sommer, der im Projekt für die detaillierte Analyse des Mikrobioms zuständig war. „Bei den jungen kolonisierten Wildtyp-Tieren veränderte sich das Mikrobiom über die Zeit und wurde in beiden Fällen ähnlich der von den Wildtyp-Tieren. Sie haben einen aktiven TLR5 Rezeptor und können die Bakterienzusammensetzung entsprechend umdrehen. Anders die erwachsenen Tiere, die nicht mehr über den Rezeptor verfügen. Und genau das zeigte sich auch im Experiment.“ Umgekehrt habe sich gezeigt, dass keimfreie Mäuse, die durch genetische Veränderung kein TLR5 bilden können, weder als Jungtiere noch als erwachsene Tiere das TLR5-Mikrobiom in Richtung Wildtyp-Mikrobiom verändern können.

    Die Zusammensetzung und das Gleichgewicht von Darmbakterien sind wesentlich für die Gesundheit. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass zum Beispiel chronisch entzündliche Erkrankungen oder Stoffwechselerkrankungen mit einer veränderten Darmflora zusammenhängen. Bisher ist es aber nicht gelungen, dass Mikrobiom im Erwachsenenalter durch äußere Faktoren wie die Ernährung oder spezielle Behandlungen langfristig wesentlich zu beeinflussen. „Das Mikrobiom ist sehr viel stabiler, als man das bei all dem, was tagtäglich darauf einwirkt, erwarten könnte. Selbst nach einer Magen-Darm-Infektion oder einer Antibiotikabehandlung stellt sich nach einiger Zeit das individuelle Mikrobiom wieder ein“, betont Rosenstiel. „Die Studie zeigt, dass es sehr früh im Leben eine kritische Phase gibt, in der wir bestimmte Bakterien sehen müssen, damit hinterher ein vielfältiges und funktionierendes Mikrobiom im Darm vorzufinden ist.“

    Pressemeldung der RWTH Aachen
    https://bit.ly/2KFXUk2

    Originalpublikation
    Marcus Fulde, Felix Sommer, Benoit Chassaing, Kira van Vorst, Aline Dupont, Michael Hensel, Marijana Basic, Robert Klopfleisch, Philip Rosenstiel, André Bleich, Fredrik Bäckhed, Andrew T. Gewirtz, Mathias W. Hornef: Neonatal selection by Toll-like receptor 5 influences long-term gut microbiota composition. Nature. Published 08 August 2018. doi: 10.1038/s41586-018-0395-5

    Bildmaterial steht zum Download bereit:
    https://www.uni-kiel.de/fileadmin/user_upload/pressemitteilungen/2018/262-rosens...
    Philip Rosenstiel, Exzellenzcluster Entzündungsforschung, Professor für Molekulare Medizin an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und Direktor des Instituts für Klinische Molekularbiologie, Medizinische Fakultät der CAU und Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel.
    © Dr. Tebke Böschen, Exzellenzcluster Entzündungsforschung

    https://www.uni-kiel.de/fileadmin/user_upload/pressemitteilungen/2018/262-sommer...
    Felix Sommer, wissenschaftlicher Mitarbeiter, Arbeitsgruppe molekulare Zellbiologie, Institut für Klinische Molekularbiologie, Medizinische Fakultät der CAU und Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel.
    © IKMB

    https://www.uni-kiel.de/fileadmin/user_upload/pressemitteilungen/2018/262-baby.j...
    Lutschen, lecken, beißen - Babys erforschen ihre Umgebung vorrangig mit dem Mund. So gelangen auch viele Bakterien in den Darm. Das ist gerade in der frühen Kindheit wichtig, damit eine vielfältige und funktionierende Bakteriengemeinschaft im Darm entstehen kann.
    © Colin Maynard on Unsplash

    Kontakt:
    Dr. Felix Sommer
    Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU Kiel
    Tel.: 0431/500- 15146
    f.sommer@ikmb.uni-kiel.de

    Prof. Dr. Philip Rosenstiel
    Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU Kiel
    Tel.: 0431/500 15111
    p.rosenstiel@mucosa.de

    Pressekontakt:
    Kerstin Nees
    E-Mail: presse.cluster@uv.uni-kiel.de
    Internet: www.inflammation-at-interfaces.de

    Der Exzellenzcluster „Inflammation at Interfaces/Entzündungsforschung“ wird seit 2007 durch die Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder mit einem Gesamtbudget von 68 Millionen Euro gefördert; derzeit befindet er sich in der zweiten Förderphase. Die rund 300 Clustermitglieder an den insgesamt vier Standorten: Kiel (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Muthesius Kunsthochschule), Lübeck (Universität zu Lübeck, UKSH), Plön (Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie) und Borstel (Forschungszentrum Borstel – Leibniz-Zentrum für Medizin und Biowissenschaften) forschen in einem innovativen, systemischen Ansatz an dem Phänomen Entzündung, das alle Barriereorgane wie Darm, Lunge und Haut befallen kann.

    Exzellenzcluster Entzündungsforschung
    Wissenschaftliche Geschäftsstelle, Leitung: Dr. habil. Susanne Holstein
    Postanschrift: Christian-Albrechts-Platz 4, D-24118 Kiel
    Telefon: (0431) 880-4850, Telefax: (0431) 880-4894
    E-Mail: spetermann@uv.uni-kiel.de
    Twitter: I@I @medinflame


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Dr. Felix Sommer
    Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU Kiel
    Tel.: 0431/500- 15146
    f.sommer@ikmb.uni-kiel.de

    Prof. Dr. Philip Rosenstiel
    Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU Kiel
    Tel.: 0431/500 15111
    p.rosenstiel@mucosa.de


    Originalpublikation:

    Marcus Fulde, Felix Sommer, Benoit Chassaing, Kira van Vorst, Aline Dupont, Michael Hensel, Marijana Basic, Robert Klopfleisch, Philip Rosenstiel, André Bleich, Fredrik Bäckhed, Andrew T. Gewirtz, Mathias W. Hornef: Neonatal selection by Toll-like receptor 5 influences long-term gut microbiota composition. Nature. Published 08 August 2018. doi: 10.1038/s41586-018-0395-5


    Weitere Informationen:

    https://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/die-ganz-fruehe-kindheit-praegt-di...


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wissenschaftler
    Biologie, Medizin
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay