Wie das Darmimmunsystem nährt und schützt
Der Darm von Säugetieren lässt Nährstoffe in den Rest des Körpers gelangen, während die meisten schädlichen Bakterien daran gehindert werden, dasselbe zu tun. Neue Forschungen an Mäusen zeigen nun, wie dies möglich ist, was auf Auswirkungen auf das Design und die Abgabe von Arzneimitteln hindeutet.
Säugetiere, einschließlich Menschen, besitzen zwei Därme - den kleinen und den großen - als Teil ihres Verdauungssystems. Diese Därme bilden zusammen den unteren Magen-Darm-Trakt und spielen eine entscheidende Rolle bei der Verdauung und Ausscheidung.
Im unteren Magen-Darm-Trakt wird teilweise verdaute Nahrung aus dem Magen weiter in ihre Nährstoffbestandteile zerlegt, die dann durch die Darmwand in den Blutkreislauf gelangen, so dass sie verschiedene Organe und Körperteile erreichen können.
Gleichzeitig verhindert die Darmwand jedoch, dass die meisten Schadstoffe durch das Blut gelangen und es infizieren. Aber wie kommt es? Diese Frage haben Forscher der Rockefeller University in New York, NY, mit einer Vorstudie an Mäusen zu beantworten versucht.
Die Forschung - deren Ergebnisse in der Zeitschrift erscheinen Natur - zeigt eine wesentliche Unterscheidung in der Struktur und Organisation des intestinalen Immunsystems, die es bestimmten Teilen des Darms wahrscheinlicher macht, eine Immunantwort gegen Krankheitserreger (Schadstoffe) zu entwickeln als andere Teile.
„Auf den ersten Blick erscheint der Darm durchgehend einheitlich“, erklärt Studienautor Daniel Mucida.
"Wir haben jedoch ein ausgeklügeltes Funktionssystem gefunden, das unter der Oberfläche lauert und in Segmente unterteilt ist, um unterschiedliche Funktionen des Immunsystems an verschiedenen Orten zu ermöglichen."
Daniel Mucida
Neue Entdeckungen und klinische Implikationen
Um besser zu verstehen, wie der Darm nach schädlichen Bakterien „sucht“ und diese in Schach hält, untersuchten die Forscher die Darmdrainage-Lymphknoten bei Mäusen. Diese Strukturen tragen zu einer Immunantwort gegen Krankheitserreger bei und stellen sicher, dass sie nicht durch die Darmwand gelangen.
Die Forscher haben zwei wichtige Erkenntnisse gewonnen: Erstens, dass verschiedene Darmlymphknoten unterschiedliche Zellzusammensetzungen haben, und zweitens, dass diese davon abhängen, wo sie sich im unteren Gastrointestinaltrakt befinden.
Um herauszufinden, wie verschiedene Lymphknoten auf Krankheitserreger reagierten, stellten die Forscher vor Salmonella enterica in die Eingeweide der Mäuse. Dabei stellten sie fest, dass einige Lymphknoten eher eine Immunantwort gegen das Bakterium auslösen als andere.
Insbesondere reagierten die Lymphknoten im Dickdarm (Dickdarm) gegen die Salmonellenund stellt sicher, dass der Rest des Systems nicht infiziert wird.
Im Gegensatz dazu spielten die Lymphknoten im Dünndarm eine größere Rolle bei der Aufnahme von Nährstoffen und deren Abgabe an den Blutkreislauf.
Die Forscher erklären, dass diese Trennung sinnvoll ist: Sobald der Dünndarm die Nährstoffe aufgenommen hat, können die Lymphknoten im Dickdarm auf Krankheitserreger abzielen und diese eliminieren.
Mucida und Kollegen weisen auch darauf hin, dass das Wissen darüber, welcher Teil des Darms die stärkste Immunantwort auslösen kann, Forschern helfen kann, bessere therapeutische Strategien für Magen-Darm-Erkrankungen zu entwickeln.
Darüber hinaus könnten die aktuellen Enthüllungen den Weg ebnen, die Wirksamkeit oraler Impfstoffe zu verbessern, die bisher nicht in der Lage waren, ausreichend starke Immunantworten zu erzeugen.
Nach Berücksichtigung der Ergebnisse der vorliegenden Studie glauben die Autoren, dass orale Impfstoffe möglicherweise unwirksam sind, da ihre Wirkstoffe mit Elementen des Immunsystems im Dünndarm interagieren, die keine robuste Immunantwort auslösen können.
"Theoretisch könnte das Zielen auf das entfernte Ende des Darms effizienter sein, um die erforderliche Immunantwort auszulösen", bemerkt Mucida und fügt hinzu: "Wenn wir die richtige Region des Darms nutzen, könnten einige Impfstoffe funktionieren." sind zuvor gescheitert. "
