Wie sich der Dünn­darm gegen Bakterien wehrt

Forscher der Universität Göteborg haben jetzt gezeigt, wie Schleim den Dünndarm von Mäusen schützt

Material bereitgestellt vom Schwedischer Forschungsrat
Diese Erkenntnis könnte in Zukunft zu neuen Wegen führen, um Rückfälle von Morbus Crohn beim Menschen zu verhindern. Eine Methode, die die Wissenschaftler verwendeten, bestand darin, zu filmen, wie sich die Darmkrypten mit Schleim füllen und ihren Inhalt ausstoßen, um Bakterien auszuspülen.

Forscher der Universität Göteborg untersuchen seit mehr als 30 Jahren den Schleim, der den Darm und die Atemwege vor Infektionen schützt. Bisher konzentrierten sich ihre Arbeiten vor allem auf den Dickdarm, doch diese in der Zeitschrift Science Signaling veröffentlichte Studie zeigt nun zum ersten Mal, wie dieser Schleim normalerweise die Krypten (Einstülpungen) des Dünndarms schützt.

Die Studie wurde in Gewebeproben von Mäusen und in kultivierten Zellen durchgeführt. Sie umfasste die Kartierung mehrerer molekularer Mechanismen und zellulärer Prozesse, die als wichtige Mittel zur Verteidigung der Krypten des Dünndarms dienen.

Koordinierte Spülung

In der Dünndarmschleimhaut gibt es kleine Einstülpungen – Krypten -, in denen „Becherzellen“ und andere spezialisierte Darmzellen zusammenarbeiten, um Bakterien auszuspülen und so zu verhindern, dass sich Bakterien festsetzen und in Zellen eindringen.

„Unsere Studie zeigt, dass Bakterien aus diesen Krypten durch das Zusammenwirken von zwei Zelltypen entfernt werden. Gemeinsam bewirken sie, dass sich aus dem Schleim, der von den Becherzellen abgesondert wird, und der Flüssigkeit, die von den benachbarten Zellen bereitgestellt wird, ein Schleimpfropf bildet. Wenn der Pfropfen herausgedrückt wird, werden die Bakterien aus den Krypten herausgeschwemmt.“

Der Referent ist Brendan Dolan, Postdoktorand aus Dublin, Irland, an der Sahlgrenska Academy der Universität Göteborg. Mit Hilfe fortschrittlicher Mikroskopie konnte Dolan auch die Schleimsekretion in der Dünndarmschleimhaut auf zellulärer Ebene filmen.

Die Studie enthüllt auch einen bisher unbekannten Mechanismus, bei dem sich „verpackter“ Schleim, der sich in den Zellen gebildet hat, innerhalb der Zelle ausdehnt, bevor er freigesetzt wird. Dieser Schleim wird in kleinen Bläschen im Inneren der Becherzellen gespeichert, und wenn die Bläschen im Inneren der Zellen reißen und sie mit dem Schleim füllen, entleeren die Zellen energisch und schnell ihren Inhalt.

Neues Licht auf Morbus Crohn

Das Ergebnis ist für Morbus Crohn, eine chronische Magen-Darm-Erkrankung, von Bedeutung, da die damit verbundene Entzündung vor allem den Dünndarm betrifft. Bis zu 30.000 Schweden leben mit Morbus Crohn.

„Es handelt sich um eine chronische Krankheit, die derzeit nicht heilbar ist. Wir wissen schon seit einiger Zeit, dass die Krankheit damit beginnt, dass Bakterien in die Darmkrypten eindringen und die Zellen dort befallen. Wenn wir die Mechanismen verstehen, wie die Bakterien normalerweise ausgeschwemmt werden, können wir neue Therapien entwickeln, um Rückfälle bei Morbus Crohn zu verhindern“, sagt Gunnar C. Hansson, korrespondierender Autor der Studie.

Film S3 – zeigt, wie die Dünndarmkrypta zunächst mit Schleim (grün) gefüllt wird und wie dieser dann aus der Krypta herausgeschoben und von Bakterien gereinigt wird.

Film S22 zeigt eine Becherzelle mit kleinen grünen Schleimkörnchen, die zunächst im Inneren der Zelle aufreißen, dann füllt sich der obere Teil der Zelle mit Schleim, gefolgt von der Freisetzung des Schleims aus der Zelle.

Kontakt für wissenschaftliche Informationen:

Gunnar C. Hansson, Seniorprofessor in der Abteilung für medizinische Biochemie und Zellbiologie, Universität Göteborg, Telefon +46 709 490 005, E-Mail gunnar.hansson@medkem.gu.se
Brendan Dolan, Postdoctoral Fellow in der Abteilung für Medizinische Biochemie und Zellbiologie, Universität Göteborg,Zur Ansicht wird JavaScript benötigt!

Ursprüngliche Veröffentlichung:

Clearance of small intestinal crypts involves goblet cell mucus secretion by intracellular granule rupture and enterocyte ion transport (Räumung von Dünndarmkrypten unter Beteiligung der Schleimsekretion von Becherzellen durch intrazelluläre Granulatruptur und enterozytären Ionentransport) https://doi.org/10.1126/scisignal.abl5848

BRENDAN DOLAN, ANNA ERMUND, BEATRIZ MARTINEZ-ABAD, MALIN E. V. JOHANSSON, […]GUNNAR C. HANSSON

Materialien

Film S3 und S22 https://guse.sharefile.eu/d-sf92a78909b1f4e2ba403b0f9028d6572
Bild von Gunnar C. Hansson: https://www.expertsvar.se/wp-content/uploads/2022/09/Gunnar-C-Hansson-2-768×1024.jpg

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