News: Nicht immer die Bösen
Nicht alle Bakterien sind schlecht. Manche sind sogar extrem hilfreiche Partner. So unterstützt eine im Magen-Darm-Trakt beheimatete Mikrobenart die Bildung neuer Blutgefäße in der Darmwand.
© Proceedings of the National Academy of Sciences (Ausschnitt)
Wer arbeitet, muss essen. So will es ein altes Sprichwort wissen. Doch auch die Müßiggänger unter uns sollten es nicht vergessen, denn selbst Faulenzen verbraucht Kalorien, die in Form von Nahrung wieder aufgenommen werden müssen. Und so rutscht die im Mund zerkaute und eingespeichelte Speise die Speiseröhre hinunter zum Magen, durch den Zwölffingerdarm bis in Dünndarm und Dickdarm, bis sie schließlich aus dem Mastdarm entsorgt wird.
In einer dieser Stationen, dem etwa zwei Meter langen Dünndarm, findet die endgültige Verdauung der Nahrung und die anschließende Aufnahme der Spaltprodukte statt. Aus diesem Grund, der Resorption, muss die Darmwand besonders gut durchblutet sein. Und dies könnten bestimmte Bakterien entscheidend fördern, wie Thaddeus Stappenbeck, Lora Hooper und Jeffrey Gordon von der Washington University in St. Louis jetzt herausfanden.
Um die Wirkung der Mikrobe Bacteroides thetaiotaomicron auf die noch recht jungfräuliche Darmwand sechs Wochen alter Mäuse zu untersuchen, teilten die Forscher ihre Nager in drei Gruppen: Während die erste Gruppe mit der bei Mäusen normalen Bakterienbesetzung aufwuchs, erhielt die zweite gar keinen Kontakt mit Darmbakterien, und die dritte Gruppe begann ihr Leben zunächst keimfrei, ihr Darm wurde aber später von den üblichen Mikroben besiedelt.
Mithilfe einer bildgebenden Technik, der so genannten konfokalen Mikroskopie, nahmen die Forscher dann die Darmwand aller drei Mausgruppen unter die Lupe. Die dreidimensionalen Bilder gaben einen deutlichen Blick auf Zellen und Blutgefäße der Gewebeproben frei und erlaubten dem Team die Dichtemessung der Kapillaren – kleinen Blutgefäßen in der Darmwand. Hierbei entdeckten die Forscher, dass Bacteroides thetaiotaomicron in Zusammenarbeit mit einem bestimmten Zelltyp der Darmwand die Neubildung von Blutgefäßen fördert.
Um den dahinter liegenden Mechanismus aufzuklären, züchteten die Wissenschaftler Mäuse, denen bestimmte Darmzellen, die Paneth-Zellen, fehlten. Diese Zellen haben normalerweise die Aufgabe, sich gegen gefährliche Bakterien zu wehren. Doch ohne die Paneth-Zellen konnten sich die Blutgefäße des Dünndarms nicht vollständig entwickeln – sogar in Anwesenheit der hilfreichen Mikroben. Dies führte die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass Bakterien und Paneth-Zellen zusammenarbeiten, um die Durchblutung der Darmwand voranzutreiben.
"Unsere Ergebnisse illustrieren die Wichtigkeit der Co-Evolution von Tieren und ihren Partnern, den Mikroben", betont Arbeitsgruppenleiter Jeffrey Gordon. Manche Bakterien, die im Verdauungsapparat leben, versorgen offensichtlich die Wirte mit notwendigen Serviceleistungen zur gesunden Entwicklung. Denn – immer dran denken – nicht alle Bakterien sind böse.
In einer dieser Stationen, dem etwa zwei Meter langen Dünndarm, findet die endgültige Verdauung der Nahrung und die anschließende Aufnahme der Spaltprodukte statt. Aus diesem Grund, der Resorption, muss die Darmwand besonders gut durchblutet sein. Und dies könnten bestimmte Bakterien entscheidend fördern, wie Thaddeus Stappenbeck, Lora Hooper und Jeffrey Gordon von der Washington University in St. Louis jetzt herausfanden.
Um die Wirkung der Mikrobe Bacteroides thetaiotaomicron auf die noch recht jungfräuliche Darmwand sechs Wochen alter Mäuse zu untersuchen, teilten die Forscher ihre Nager in drei Gruppen: Während die erste Gruppe mit der bei Mäusen normalen Bakterienbesetzung aufwuchs, erhielt die zweite gar keinen Kontakt mit Darmbakterien, und die dritte Gruppe begann ihr Leben zunächst keimfrei, ihr Darm wurde aber später von den üblichen Mikroben besiedelt.
Mithilfe einer bildgebenden Technik, der so genannten konfokalen Mikroskopie, nahmen die Forscher dann die Darmwand aller drei Mausgruppen unter die Lupe. Die dreidimensionalen Bilder gaben einen deutlichen Blick auf Zellen und Blutgefäße der Gewebeproben frei und erlaubten dem Team die Dichtemessung der Kapillaren – kleinen Blutgefäßen in der Darmwand. Hierbei entdeckten die Forscher, dass Bacteroides thetaiotaomicron in Zusammenarbeit mit einem bestimmten Zelltyp der Darmwand die Neubildung von Blutgefäßen fördert.
Um den dahinter liegenden Mechanismus aufzuklären, züchteten die Wissenschaftler Mäuse, denen bestimmte Darmzellen, die Paneth-Zellen, fehlten. Diese Zellen haben normalerweise die Aufgabe, sich gegen gefährliche Bakterien zu wehren. Doch ohne die Paneth-Zellen konnten sich die Blutgefäße des Dünndarms nicht vollständig entwickeln – sogar in Anwesenheit der hilfreichen Mikroben. Dies führte die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass Bakterien und Paneth-Zellen zusammenarbeiten, um die Durchblutung der Darmwand voranzutreiben.
"Unsere Ergebnisse illustrieren die Wichtigkeit der Co-Evolution von Tieren und ihren Partnern, den Mikroben", betont Arbeitsgruppenleiter Jeffrey Gordon. Manche Bakterien, die im Verdauungsapparat leben, versorgen offensichtlich die Wirte mit notwendigen Serviceleistungen zur gesunden Entwicklung. Denn – immer dran denken – nicht alle Bakterien sind böse.
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