Ein Forschungsteam unter Leitung von Jeremy Barr, Postdoktorand der Biologie, entdeckt ein neues Immunsystem, das Menschen und Tiere vor Infektionen schützt.
Mucus (Schleim) mag schleimig und unappetitlich sein, doch ein Forschungsteam der San Diego State University unter Leitung des Biologie-Postdoktoranden Jeremy Barr hat herausgefunden, dass er auch ein mächtiges Immunsystem beherbergt, welches die Art und Weise verändern könnte, wie Ärzte eine Reihe von Krankheiten behandeln. In diesem bislang undokumentierten Immunsystem fanden die Wissenschaftler Bakterien-infizierende Viren, sogenannte Bakteriophagen, die den Körper vor eindringenden Infektionen schützen.
Diese Entdeckung, die durch eine Unterstützung der National Institutes of Health ermöglicht wurde, konzentriert sich auf die schützenden Schleimschichten, wie sie bei allen Menschen und Tieren vorkommen. Diese fungieren sowohl als Heimat für große Populationen “guter” Mikroben – wie zum Beispiel Pilzen, Bakterien und Viren – als auch als Eintrittsstelle für Infektionen.
Ein neues Immunsystem
Die Wissenschaftler nahmen Schleimproben von Menschen und Tieren – von einer Seeanemone über eine Maus bis hin zu einem Menschen – und stellten fest, dass Bakteriophagen an allen diesen Schleimschichten anhafteten.
Sie platzierten Bakteriophagen auf der obersten Schicht von Schleim-produzierendem Gewebe und beobachteten, dass die Bakteriophagen Bindungen mit Zuckern im Schleim eingingen, was sie an der Oberfläche haften ließ. Dann forderten sie die schleimbildenden Zellen mit E.coli-Bakterien heraus und stellten fest, dass die Bakteriophagen die E.coli-Bakterien im Schleim angriffen und töteten und somit äußerst effektiv eine antibakterielle Barriere bildeten, um ihren Wirt vor Infektionen und Krankheiten zu schützen.
Um ihre Entdeckung zu bestätigen, führte das Team Parallelversuche durch, in denen sie Zellen, die keinen Schleim produzieren, ebenfalls mit Bakteriophagen und E.coli-Bakterien bestrichen. Das Ergebnis: Bei den Proben ohne Schleim starben dreimal so viele Zellen ab.
“Indem wir frühere Forschungsarbeiten zum Vergleich heranziehen, können wir feststellen, dass die Bakteriophagen-Adhärenz an Mucus – oder BAM – ein neues Modell für Immunität ist, das die wichtige Rolle hervorhebt, die Bakteriophagen beim Schutz des Körpers vor eindringenden Pathogenen einnehmen”, so Barr.
Ein verborgener Schutzfaktor
Barr zufolge ist es die Tatsache, dass Bakteriophagen bereits bei allen Menschen und Tieren vorkommen, was diese Forschung so neu macht.
Der Körper erwirbt die Bakteriophagen aus seiner Umgebung. Sie heften sich dann auf natürliche Weise an Schleimhäute in verschiedenen Teilen des Körpers, darunter im Mundraum und dem Darm. Die Bakteriophagen werden dann zum Beschützer ihres Wirtes, der sich selbständig vermehrt und angreift.
“Diese Entdeckung legt nicht nur ein neues Immunsystem nahe, sondern zeigt auch die erste symbiotische Beziehung zwischen Phagen und Tieren auf”, so Barr. “Das wird einen bedeutenden Einfluss auf zahlreiche [Forschungs-] Gebiete haben.”
“Das Forschungsergebnis kann auf jede Schleimhautoberfläche angewandt werden”, sagte Barr. “Wir haben die Vision, dass BAM Einfluss auf die Verhinderung und Behandlung von Schleimhautinfektionen im Darm oder der Lunge haben wird, sehen Anwendungsmöglichkeiten für eine Phagentherapie und sogar eine direkte Interaktion mit dem menschlichen Immunsystem.”
Über Barr
Barr ist seit 2011 Postdoktorand an der SDSU und dort Teil eines Wissenschaftlerteams im Labor von Professor Forest Rohwer an der Fakultät für Biologie. Barr promovierte im australischen Brisbane, bevor er im Labor von Rohwer mit der Erforschung von Schleimhautoberflächen begann. Ab kommendem Juli wird Barr Assistenzprofessor für Biologie (Forschung) an der SDSU sein.
Diese Arbeit wurde in der Frühausgabe Monat Mai des Journals Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Quelle: http://tcf.sdsu.edu/sdsu_newscenter/news.aspx?s=74269
(SOM)
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