Spezialisierte Blutgefäße: Verborgene Architekten des Knochenumbaus
Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin
Max-Planck Forscher entdecken dritten vaskulären Akteur des Knochenumbaus
Im Laufe unseres Lebens werden unsere Knochen ständig umgebaut, um ihre Festigkeit zu erhalten, Verletzungen zu reparieren und sich an neue Belastungen anzupassen. Die Knochendynamik hängt von zwei Zelltypen ab, die eng mit dem Knochen verbunden sind: Osteoblasten, die für den Knochenaufbau verantwortlich sind, und Osteoklasten, die den Knochen abbauen. Wie die beiden Zelltypen in der sauerstoffarmen Umgebung des Knochens miteinander interagieren, war bisher nicht bekannt. Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Biomedizin haben nun eine neue Art von Kapillaren entdeckt, die am Knochenumbau beteiligt sind: Kapillaren vom Typ-R. Sie stellen eine Gruppe physiologisch spezialisierter Blutgefäße dar, für die Erhaltung gesunder Knochen im Erwachsenenalter und insbesondere bei Alterungsprozessen von entscheidender Bedeutung sind.
Zuvor hatten Ralf Adams und seine Kollegen vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin so genannte H- und L-Kapillaren in Röhrenknochen entdeckt. Typ-H-Kapillaren befinden sich ausschließlich in der Wachstumsfuge des Knochens, während Typ-L-Kapillaren im Knocheninneren zu finden sind. Nun haben Forscher um Ralf Adams einen weiteren wichtigen Akteur im Skelettsystem der Maus entdeckt: Kapillaren vom Typ-R, die nicht nur für den Knochenumbau im Erwachsenenalter, sondern auch während des Alterns von entscheidender Bedeutung sind.
Vishal Mohanakrishnan, Doktorand und Erstautor der aktuellen Studie, erklärt die besonderen Eigenschaften des neu entdeckten Kapillartyps: „Kapillaren vom Typ-R sind einzigartige Gefäßstrukturen, die im Erwachsenenalter entstehen und sich am trabekulären Knochen befinden. Typ-R-Kapillaren können nicht als passive Kanäle betrachtet werden, durch die nur das Blut fließt: „Typ-R-Kapillaren kommunizieren mit den beiden wichtigsten Zelltypen im Knochen, den Osteoblasten, die Knochen aufbauen, und den Osteoklasten, die für den Knochenabbau verantwortlich sind, um den normalen Knochenumbau einzuleiten“, so Mohanakrishnan weiter. Die Forscher konnten zeigen, dass diese Typ-R-Kapillaren zur Sauerstoffversorgung hypoxischer Regionen beitragen, die für das Überleben und die Funktion der Osteoblasten und Osteoklasten notwendig sind. „Die Typ-R-Kapillaren sind also entscheidend für das Gleichgewicht zwischen Knochenbildung und -abbau“, sagt Mohanakrishnan.
Die Forscher konnten durch Immunfärbungen an speziell präparierten Knochenschnitten nachweisen, dass diese neu entdeckten Kapillaren neben den Osteoblasten und Osteoklasten, der dritte einzigartige und wesentliche Akteur beim Knochenumbau ist. Gabriele Bixel, Co-Autorin und Expertin für Knochenbildgebung mit Multiphotonenmikroskopie in der Forschungsgruppe von Ralf Adams, ergänzt: „Wir haben die SHG-Bildgebung eingesetzt, die hochauflösende Bilder von fibrillärem Kollagen in verschiedenen Geweben liefert. Die Stärke der SHG-Bildgebung liegt darin, dass sie ohne zusätzliche Immunfärbung auskommt. Durch die Kombination des SHG-Signals, das den Kollagenfasern des Knochens nachweist, mit der Immunfärbung für die verschiedenen Zelltypen konnten wir die enge räumliche Beziehung zwischen den Typ-R-Gefäßen und dem sich umbauenden trabekulären Knochen erkennen“.
In der aktuellen Studie zeigten die Forscher auch, dass die R-Kapillaren den Knochenumbau während des gesamten Lebens unterstützen und dass ihre Anzahl in der Nähe des trabekulären Knochens abnimmt. „Diese Abnahme könnte mit dem Verlust an Knochenmasse zusammenhängen, der bei alternden Knochen auftritt“, sagt Mohanakrishnan. Der Kompaktknochen, der den äußeren Schaft des Röhrenknochens bildet, unterliegt zudem mit zunehmendem Alter erstaunlichen Veränderungen. Er wird dünner und entwickelt eine ausgeprägte kortikale Porosität, die die Knochenstabilität beeinträchtigt und die Anfälligkeit für Knochenbrüche erhöht. „Wir konnten zeigen, dass im alternden Kompaktknochen von Mäusen neue Kapillaren vom Typ-R entstehen, die den Umbauprozess aktiv unterstützen“, sagt Mohanakrishnan. Für ihn haben diese Ergebnisse auch Bedeutung für die Zukunft: „Künftige Therapieansätze könnten vermehrt die Gefäßgesundheit des Knochens berücksichtigen und so einen ganzheitlichen Ansatz bieten, um der Verschlechterung der Knochengesundheit im Alter und bei Osteoporose entgegenzuwirken.
… Das Verständnis der Bildung und Aufrechterhaltung von Typ-R-Gefäßen im sich entwickelnden und alternden Knochen ist entscheidend für die Erhaltung gesunder und stabiler Knochen. Es ist wichtig, die Rolle dieser spezialisierten Gefäße bei der Knochenheilung nach Frakturen oder bei Osteoporose zu verstehen, um verbesserte Strategien für die Knochenregeneration oder -erhaltung zu entwickeln.
Die interdisziplinäre Studie von Ralf H. Adams und seinem Team am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin wurde in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam durchgeführt, darunter Kristy Red-Horse von der Stanford University (USA), Taija Mäkinen von der Universität Uppsala (Schweden) und Andrei S. Chagin vom Karolinska Institut (Schweden). Die Studie wurde in Nature Cell Biology veröffentlicht.
Link: https://idw-online.de/de/news845282
Originalpublikation:
Specialized post-arterial capillaries facilitate adult bone remodeling
Vishal Mohanakrishnan, Kishor K. Sivaraj, Hyun-Woo Jeong, Esther Bovay, Backialakshmi Dharmalingam, M. Gabriele Bixel, Van Vuong Dinh, Milena Petkova, Isidora Paredes Ugarte, Yi-Tong Kuo, Malarvizhi Gurusamy, Brian Raftrey, Nelson Tsz Long Chu, Soumyashree Das, Pamela E. Rios Coronado, Martin Stehling, Lars Sävendahl, Andrei S. Chagin, Taija Mäkinen, Kristy Red-Horse & Ralf H. Adams
Nature Cell Biology, 26, 2020–2034 (2024) https://www.nature.com/articles/s41556-024-01545-1
Ein System zur automatischen Erkennung neuer Varianten wird eine bessere Reaktion auf künftige Ausbrüche von Infektionskrankheiten ermöglichen
Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um ansteckendere Varianten von Viren oder Bakterien zu identifizieren, die sich beim Menschen ausbreiten – darunter solche, die Grippe, COVID, Keuchhusten und Tuberkulose verursachen.
Der neue Ansatz verwendet Proben von infizierten Menschen, um eine Echtzeitüberwachung von Krankheitserregern zu ermöglichen, die in menschlichen Populationen zirkulieren, und um eine schnelle und automatische Identifizierung von Erregern zu ermöglichen, die Impfstoffe umgehen. Dies könnte die Entwicklung von Impfstoffen unterstützen, die Krankheiten wirksamer vorbeugen.
Es werden genetische Sequenzierungsdaten verwendet, um Informationen über die genetischen Veränderungen zu liefern, die der Entstehung neuer Varianten zugrunde liegen. Dies ist wichtig, um zu verstehen, warum sich verschiedene Varianten in menschlichen Populationen unterschiedlich verbreiten.
Es gibt nur sehr wenige Systeme, die aufkommende Varianten von Infektionskrankheiten beobachten, abgesehen von den etablierten Überwachungsprogrammen für COVID und Influenza. Die Technik ist ein großer Fortschritt gegenüber dem bisherigen Ansatz bei diesen Krankheiten, bei dem Expertengruppen entscheiden mussten, wann sich ein zirkulierendes Bakterium oder Virus so stark verändert hat, dass es als neue Variante eingestuft werden kann.
Durch die Erstellung von „Stammbäumen“ identifiziert der neue Ansatz neue Varianten automatisch auf der Grundlage dessen, wie stark sich ein Krankheitserreger genetisch verändert hat und wie leicht er sich in der menschlichen Bevölkerung ausbreitet – wodurch die Notwendigkeit entfällt, Experten einzuberufen, um dies zu tun.
Es kann für eine Vielzahl von Viren und Bakterien eingesetzt werden und es werden nur wenige Proben von infizierten Personen benötigt, um die in einer Population zirkulierenden Varianten zu ermitteln. Dies macht es besonders wertvoll für ressourcenarme Umgebungen.
Die Forscher nutzten ihre neue Technik, um Proben von Bordetella pertussis, dem Bakterium, das Keuchhusten verursacht, zu analysieren. In vielen Ländern kommt es derzeit zu den schlimmsten Keuchhustenausbrüchen der letzten 25 Jahre. Dabei wurden sofort drei neue Varianten identifiziert, die in der Bevölkerung zirkulieren und zuvor unentdeckt geblieben waren.
„Die neue Methode kommt gerade rechtzeitig für den Erreger des Keuchhustens, der angesichts seines derzeitigen Comebacks in vielen Ländern und des besorgniserregenden Auftretens von antimikrobiell resistenten Linien eine verstärkte Überwachung rechtfertigt“, sagte Professor Sylvain Brisse, Leiter des Nationalen Referenzzentrums für Keuchhusten am Institut Pasteur, der Bioressourcen und Fachwissen für die genomische Analyse und Epidemiologie von Bordetella pertussis zur Verfügung stellte.
… Die Forscher sagen, dass diese Arbeit ein wichtiger Teil des größeren Puzzles jeder Reaktion des öffentlichen Gesundheitswesens auf Infektionskrankheiten ist.
Krankheitserreger entwickeln sich durch genetische Veränderungen weiter, die ihre Ausbreitung fördern. Wissenschaftler sind besonders besorgt über genetische Veränderungen, die es Krankheitserregern ermöglichen, unser Immunsystem zu umgehen und Krankheiten zu verursachen, obwohl wir dagegen geimpft sind. … https://www.cam.ac.uk/research/news/system-to-auto-detect-new-variants-will-inform-better-response-to-future-infectious-disease
Journal Reference:
- Noémie Lefrancq, Loréna Duret, Valérie Bouchez, Sylvain Brisse, Julian Parkhill, Henrik Salje. Learning the fitness dynamics of pathogens from phylogenies. Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-024-08309-9
Schlüsselakteure bei der Gehirnalterung: Neue Forschungsergebnisse identifizieren altersbedingte Schäden auf zellulärer Ebene
Wissenschaftler haben die molekularen Veränderungen identifiziert, die im Gehirn alternder Mäuse auftreten, und einen Hotspot lokalisiert, an dem sich ein Großteil dieser Schäden konzentriert. Die Zellen in diesem Bereich sind auch mit dem Stoffwechsel verbunden, was auf einen Zusammenhang zwischen Ernährung und Gehirngesundheit hindeutet.
Schlüsselergebnisse
- Empfindliche Zellen: Wissenschaftler entdeckten Dutzende spezifischer Zelltypen, hauptsächlich Gliazellen, die als hirneigene Stützzellen bekannt sind und bei denen sich die Genexpression mit zunehmendem Alter erheblich veränderte. Zu den am stärksten betroffenen Zellen gehörten Mikroglia und randständige Makrophagen, Oligodendrozyten, Tanyzyten und Ependymzellen.
- Entzündung und Neuronen-Schutz: In alternden Gehirnen nahmen die Aktivitäten von Genen, die mit Entzündungen in Verbindung stehen, zu, während die Aktivitäten von Genen, die mit der neuronalen Struktur und Funktion in Zusammenhang stehen, abnahmen.
- Hotspot des Alterns: Wissenschaftler entdeckten einen spezifischen Hotspot, der sowohl die Abnahme der neuronalen Funktion als auch die Zunahme der Entzündung im Hypothalamus vereint. Die signifikantesten Veränderungen der Genexpression wurden in Zelltypen in der Nähe des dritten Ventrikels des Hypothalamus festgestellt, darunter Tanyzyten, Ependymzellen und Neuronen, die für ihre Rolle bei der Nahrungsaufnahme, der Energiehomöostase, dem Stoffwechsel und der Art und Weise, wie unser Körper Nährstoffe nutzt, bekannt sind. Dies deutet auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Ernährung, Lebensstilfaktoren, Gehirnalterung und Veränderungen hin, die unsere Anfälligkeit für altersbedingte Hirnerkrankungen beeinflussen können. „Unsere Hypothese ist, dass diese Zelltypen immer weniger effizient Signale aus unserer Umwelt oder von Dingen, die wir konsumieren, integrieren können“, sagte Kelly Jin, Ph.D., Wissenschaftlerin am Allen Institute for Brain Science und Hauptautorin der Studie. „Und dieser Effizienzverlust trägt irgendwie zu dem bei, was wir als Alterungsprozess im Rest unseres Körpers kennen. Ich finde das ziemlich erstaunlich, und ich finde es bemerkenswert, dass wir in der Lage sind, diese sehr spezifischen Veränderungen mit den von uns verwendeten Methoden zu finden.“
- … Für die Durchführung der Studie, die von den National Institutes of Health (NIH) finanziert wurde, verwendeten die Forscher modernste Einzelzell-RNA-Sequenzierung und fortschrittliche Brain-Mapping-Tools, die im Rahmen der BRAIN Initiative® des NIH entwickelt wurden, um über 1,2 Millionen Gehirnzellen von jungen (zwei Monate alten) und alten (18 Monate alten) Mäusen in 16 breiten Hirnregionen zu kartieren. Die älteren Mäuse entsprechen nach Ansicht der Wissenschaftler einem Menschen im späten mittleren Alter. Mäusegehirne weisen in Bezug auf Struktur, Funktion, Gene und Zelltypen viele Ähnlichkeiten mit menschlichen Gehirnen auf. … https://alleninstitute.org/news/key-players-in-brain-aging-new-research-identifies-age-related-damage-on-a-cellular-level/
Journal Reference:
- Kelly Jin, Zizhen Yao, Cindy T. J. van Velthoven, Eitan S. Kaplan, Katie Glattfelder, Samuel T. Barlow, Gabriella Boyer, Daniel Carey, Tamara Casper, Anish Bhaswanth Chakka, Rushil Chakrabarty, Michael Clark, Max Departee, Marie Desierto, Amanda Gary, Jessica Gloe, Jeff Goldy, Nathan Guilford, Junitta Guzman, Daniel Hirschstein, Changkyu Lee, Elizabeth Liang, Trangthanh Pham, Melissa Reding, Kara Ronellenfitch, Augustin Ruiz, Josh Sevigny, Nadiya Shapovalova, Lyudmila Shulga, Josef Sulc, Amy Torkelson, Herman Tung, Boaz Levi, Susan M. Sunkin, Nick Dee, Luke Esposito, Kimberly A. Smith, Bosiljka Tasic, Hongkui Zeng. Brain-wide cell-type-specific transcriptomic signatures of healthy ageing in mice. Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-024-08350-8
Vorklinische Studie: Östrogenanstieg fördert Alkoholexzesse bei Frauen
Das Hormon Östrogen reguliert Alkoholexzesse bei Frauen, indem es sie dazu veranlasst, „vorglühen“ zu gehen – d. h. in den ersten 30 Minuten nach dem Alkoholangebot große Mengen davon zu konsumieren, so das Ergebnis einer vorklinischen Studie. Die Studie belegt – vermutlich zum ersten Mal – dass zirkulierendes Östrogen den Alkoholexzess bei Frauen erhöht und zu den bekannten geschlechtsspezifischen Unterschieden in diesem Verhalten beiträgt.
In einer Studie aus dem Jahr 2021 wiesen Dr. Pleil und ihr Team nach, dass eine bestimmte Untergruppe von Neuronen in einer Hirnregion, dem so genannten Bed Nucleus of the Stria Terminalis (BNST), bei weiblichen Mäusen stärker erregbar war als bei männlichen. Diese erhöhte Aktivität korrelierte mit ihrem Trinkverhalten. … Die Hemmung des Enzyms, das Östrogene synthetisiert, könnte eine neuartige Behandlung zur selektiven Verringerung des Alkoholkonsums bei hohem Hormonspiegel darstellen. Eine von der FDA zugelassene Version eines solchen Inhibitors wird derzeit zur Behandlung von Frauen mit östrogenempfindlichen Krebsarten eingesetzt. … „Die Kombination dieses Medikaments mit Präparaten, die die nachgeschalteten Effekte der von den BNST-Neuronen produzierten Chemikalien modulieren, könnte möglicherweise einen neuen, gezielten Ansatz zur Behandlung von Alkoholproblemen bieten“, so Dr. Pleil. … https://news.weill.cornell.edu/news/2024/12/preclinical-study-finds-surges-in-estrogen-promote-binge-drinking-in-females
Journal Reference:
- Lia J. Zallar, Jean K. Rivera-Irizarry, Peter U. Hamor, Irena Pigulevskiy, Ana-Sofia Rico Rozo, Hajar Mehanna, Dezhi Liu, Jacqueline P. Welday, Rebecca Bender, Joseph J. Asfouri, Olivia B. Levine, Mary Jane Skelly, Colleen K. Hadley, Kristopher M. Fecteau, Scottie Nelson, John Miller, Pasha Ghazal, Peter Bellotti, Ashna Singh, Lauren V. Hollmer, David W. Erikson, Jacob Geri, Kristen E. Pleil. Rapid nongenomic estrogen signaling controls alcohol drinking behavior in mice. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-54737-6
Rückblick: Betalains: Ein narrativer Überblick über die pharmakologischen Mechanismen, die das nutrazeutische Potenzial für die Gesundheit unterstützen
Betalaine sind natürlich vorkommende Pigmente, die hauptsächlich aus Beta vulgaris (Rote Bete), Hylocereus spp. (Drachenfrucht), Amaranthus spp. und Opuntia spp. stammen. Betalaine werden wegen ihrer leuchtenden Farben und gesundheitsfördernden Eigenschaften häufig verwendet. Diese stickstoffhaltigen, wasserlöslichen Pigmente sind wichtige Farbstoffe in der Lebensmittelindustrie, die für die roten, violetten und gelben Pflanzengewebe verantwortlich sind, vor allem in der Ordnung der Caryophyllales. Sie werden unterteilt in Betacyanine, die rötlich-violette Farbtöne aufweisen, und Betaxanthine, die gelb bis orange sind. Beispiele für Betacyanine sind die Stängel der Roten Beete und für Betaxanthine das gelbe Fruchtfleisch der Pitaya. In der wissenschaftlichen Literatur wurden mehrere pharmakologische Wirkungen untersucht und ihre möglichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit beschrieben. In dieser Übersicht konzentrieren wir uns auf die wichtigsten und neuesten Studien zu den pharmakologischen Wirkungen und Mechanismen von Betalainen, einschließlich antioxidativer, entzündungshemmender, blutdrucksenkender, hypolipidämischer, antidiabetischer, hepatoprotektiver, neuroprotektiver, krebshemmender und antimikrobieller Eigenschaften, sowohl in vitro als auch in vivo. Insgesamt gilt der Verzehr von Betalain als sicher, und es wurden keine größeren unerwünschten Wirkungen oder allergischen Reaktionen gemeldet. Wir haben uns auch mit Themen wie der Pharmakokinetik, der Bioverfügbarkeit, der Stabilität und der verbesserten Stabilisierung von Betalainen befasst. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über das bioaktive Potenzial von Betalinen und beleuchtet die beteiligten biochemischen Mechanismen. Das aktuelle Wissen erweitert die klinische Anwendbarkeit von Betalainen und macht sie zu potenziellen Quellen für nutrazeutische Verbindungen, die zur Entwicklung funktioneller Lebensmittel verwendet werden können. Schlüsselwörter: Betacyanin; Betaxanthin; Antioxidans; entzündungshemmend; blutdrucksenkend; hypolipidämisch; antidiabetisch; hepatoprotektiv; krebshemmend; antimikrobiell
Foods 2024, 13(23), 3909; DOI: 10.3390/foods13233909
Überblick: Bittere Wahrnehmung und Auswirkungen von Lebensmitteln, die reich an Bitterstoffen sind, auf die menschliche Gesundheit: Ein umfassender Überblick
Zusammenfassung Bittere Lebensmittel sind wegen ihres einzigartigen Geschmacks in der Öffentlichkeit nicht sehr beliebt und werden sogar als schwer zu schlucken angesehen. Durch Bindung an spezifische Stellen von Bitterrezeptoren (26 hTAS2Rs) aktivieren Bitterstoffe die nachgeschalteten, durch G-Proteine vermittelten Signalwege, die chemische Signale in elektrische Signale umwandeln, die schließlich an das Gehirn weitergeleitet werden, um die Bitterwahrnehmung zu erzeugen. Die Intensität der Bitterkeit wird hauptsächlich durch die hydrophobe Erkennungsregion der Bitterrezeptoren bestimmt. Zu den Bitterstoffen in Lebensmitteln gehören hauptsächlich Alkaloide, Polyphenole, Terpenoide, Aminosäuren usw. Lebensmittel, die reich an Bitterstoffen sind, sind meist natürliche Lebensmittel wie Bohnen, Nüsse, Kaffee usw. Studien haben bewiesen, dass bittere Lebensmittel biologische Aktivitäten haben, wie z. B. die Vorbeugung von Hyperlipidämie, Bluthochdruck, Hyperglykämie, entzündungshemmende, antitumorale, antibakterielle, antioxidative und neuroprotektive Wirkungen und andere biologische Aktivitäten. Ziel dieser Übersichtsarbeit ist es, die Bitterwahrnehmung und die biologische Aktivität von Bitterstoffen zu erforschen, den Mechanismus ihrer Wirkung auf die menschliche Gesundheit zu klären und theoretische Anhaltspunkte für die Entwicklung und Anwendung von funktionellen Lebensmitteln zu liefern. Schlüsselwörter: Bittergeschmack; Bitterwahrnehmung; Bitterstoffe; gesundheitliche Vorteile
Kaina Qiao, Mingxia Zhao, Yan Huang, Li Liang and Yuyu Zhang, Foods 2024, 13(23), 3747; DOI: 10.3390/foods13233747
Zusammenfassung: Die von Milchsäurebakterien produzierten Bacteriocine und die vielversprechenden Anwendungen zur Förderung der Magen-Darm-Gesundheit
Zusammenfassung Bacteriocine, die von Milchsäurebakterien (LAB) produziert werden, sind vielversprechende bioaktive Peptide. Interessanterweise haben Bakteriozine einen gesundheitlichen Nutzen für den Wirt und können in der Lebensmittelindustrie als Biokonservierungsmittel oder als therapeutische Maßnahmen zur Vorbeugung von Darmerkrankungen sicher eingesetzt werden. In den letzten Jahren ist die Suche nach einer sicheren Alternative zu konventionellen Behandlungen zur Förderung der Darmgesundheit ein wissenschaftlicher Hotspot. Diese Übersichtsarbeit soll daher einen Einblick in die vielversprechenden Anwendungen von LAB-Bakteriozinen zur Vorbeugung von Darmerkrankungen wie Darmkrebs, Helicobacter pylori-Infektionen, multiresistente infektionsassoziierte Kolitis, virale Gastroenteritis, entzündliche Darmerkrankungen und Fettleibigkeit geben. Darüber hinaus wurde die jüngste Forschung zu Bakteriozinen, die die Gesundheit des Magen-Darm-Trakts fördern, hervorgehoben. Die Übersicht bot auch Einblicke in die vorgeschlagenen Mechanismen, Herausforderungen und Möglichkeiten, Trends und Aussichten. Darüber hinaus wurde eine SWOT-Analyse zu den potenziellen Anwendungen durchgeführt. Auf der Grundlage der Eigenschaften, der biologischen Sicherheit und der Gesundheitsfunktionen von LAB-Bakteriozinen kommen wir zu dem Schluss, dass die künftigen Anwendungen von LAB-Bakteriozinen zur Förderung der Magen-Darm-Gesundheit vielversprechend sind. Weitere In-vivo-Versuche sind erforderlich, um die potenziellen Wirkungen von LAB-Bakteriozinen zu bestätigen. Stichworte: Milchsäurebakterien; Bakteriozine; Magen-Darm-Gesundheit; Anwendung
Mohamedelfatieh Ismael, Mingxin Huang and Qingping Zhong, Foods 2024, 13(23), 3887; DOI: 10.3390/foods13233887
Screening einer Fraktion mit höherer Amyloid-β-Aggregationshemmung aus einer 210 Pilzextrakte enthaltenden Bibliothek unter Verwendung eines Hochdurchsatz-Screening-Systems im Mikrolitermaßstab mit Quantum-Dot-Imaging
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine weit verbreitete neurodegenerative Erkrankung, die durch Amyloid-Plaques und neurofibrilläre Knäuel gekennzeichnet ist. Amyloid-Plaques werden durch die Amyloid-β (Aβ)-Aggregation gebildet, so dass Substanzen, die diese Aggregation hemmen, für die Prävention und Behandlung von Alzheimer nützlich sind. Pilze sind weit verbreitete Heilpilze mit hohem Ess- und Nährwert. Pilze haben eine Vielzahl biologisch aktiver Inhaltsstoffe, und Studien haben gezeigt, dass sie bestimmte Wirkungen in den Bereichen antibakteriell, Anti-Oxidation, entzündungshemmend, Anti-Tumor und Immunregulation haben. Zuvor haben wir ein Hochdurchsatz-Screening-System (MSHTS) im Mikrolitermaßstab entwickelt, das Quantenpunkt-Nanosonden (QD) zum Screening von Aβ-Aggregationshemmern verwendet. In dieser Studie untersuchten wir die Aβ-Aggregationshemmung von 210 natürlichen Pilzen aus Hokkaido (Japan) und fanden 11 Proben mit hoher Aktivität. Wir wählten dann Elfvingia applanata und Fuscoporia obliqua für die Extraktion und Reinigung aus, da diese Proben in der Lage waren, die Aβ-induzierte Neurozytotoxizität zu unterdrücken und in großen Mengen leicht verfügbar waren. Wir fanden heraus, dass der Ethylacetat (EtOAc)-Extrakt von E. applanata eine hohe Aβ-Aggregationshemmung aufweist, so dass wir eine Kieselgelsäulenchromatographiefraktionierung durchführten und feststellten, dass Fraktion 5 (f5) des EtOAc-Extrakts die höchste Aβ-Aggregationshemmung unter allen Pilzproben aufwies. Der Wert der halbmaximalen wirksamen Konzentration (EC50) lag bei 2,30 µg/ml und damit höher als die EC50 von 10,7 µg/ml für Rosmarinsäure, einem bekannten Aβ-Aggregationshemmer. Diese hemmende Aktivität nahm mit weiterer Aufreinigung ab, was darauf hindeutet, dass einige Verbindungen synergistisch wirken. Die f5-Fraktion hemmte auch die Ablagerung von Aβ-Aggregaten auf der Zelloberfläche menschlicher Neuroblastom-Zellen SH-SY5Y. Wir gehen davon aus, dass sich f5 bei weiteren Tests als Hemmstoff für die Prävention von Alzheimer erweisen könnte.
Gegentuya Huanood, Mahadeva M. M. Swamy, Rina Sasaki, Keiya Shimamori, Masahiro Kuragano, Enkhmaa Enkhbat, Yoshiko Suga, Masaki Anetai, Kenji Monde and Kiyotaka Tokuraku, Foods 2024, 13(23), 3740; DOI: 10.3390/foods13233740
Die überraschende Rolle von Darminfektionen bei der Alzheimer-Krankheit
Forscher haben einen überraschenden Zusammenhang zwischen einer chronischen Darminfektion, die durch ein weit verbreitetes Virus verursacht wird, und der Entwicklung der Alzheimer-Krankheit bei einer Untergruppe von Menschen entdeckt. Es wird angenommen, dass die meisten Menschen in den ersten Lebensdekaden diesem Virus – dem sogenannten Cytomegalievirus oder HCMV – ausgesetzt sind. Laut der neuen Studie kann das Virus bei manchen Menschen in einem aktiven Zustand im Darm verweilen, von wo aus es über den Vagusnerv – eine wichtige Informationsautobahn, die Darm und Gehirn verbindet – ins Gehirn wandern kann. Dort angekommen, kann das Virus das Immunsystem verändern und zu anderen Veränderungen beitragen, die mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht werden. Dieses Virus könnte ein Ziel für antivirale Behandlungen sein. … Mikroglia, also die Immunzellen des Gehirns, werden als Reaktion auf Infektionen aktiviert. Eine anhaltende Zunahme der Mikrogliaaktivität kann zu chronischen Entzündungen und neuronalen Schäden führen, die mit dem Fortschreiten neurodegenerativer Erkrankungen, einschließlich Alzheimer, in Verbindung gebracht werden. … In einer Studie, die Anfang dieses Jahres in „Nature Communications“ veröffentlicht wurde, fanden die Forscher heraus, dass die postmortalen Gehirne von Studienteilnehmern mit Alzheimer-Krankheit mit größerer Wahrscheinlichkeit spezifische CD83(+)-Mikroglia beherbergen als die Gehirne von Teilnehmern ohne Alzheimer-Krankheit. Bei der Untersuchung der Gründe dafür entdeckten sie einen Antikörper im Darm dieser Probanden, was die Möglichkeit nahelegt, dass eine Infektion zu dieser Form der Alzheimer-Krankheit beitragen könnte. … In der neuesten Studie versuchten die Forscher zu verstehen, was die intestinale Antikörperproduktion antreiben könnte. Das Team untersuchte die Rückenmarksflüssigkeit derselben Personen und stellte fest, dass die Antikörper spezifisch gegen HCMV gerichtet waren. Dies veranlasste das Team, im Darm und im Hirngewebe dieser Personen nach Beweisen für eine HCMV-Infektion zu suchen – und sie wurden fündig. … Sie sahen HCMV auch im Vagusnerv der gleichen Probanden, was die Möglichkeit aufkommen lässt, dass das Virus auf diesem Weg ins Gehirn gelangt. In Zusammenarbeit mit der RUSH University konnten die Forscher den Zusammenhang zwischen einer Infektion mit dem Cytomegalovirus und CD83(+) Mikroglia in einer unabhängigen Kohorte von Alzheimer-Patienten reproduzieren. … Um die Auswirkungen dieses Virus weiter zu untersuchen, verwendete das Forschungsteam dann menschliche Gehirnzellmodelle, um die Fähigkeit des Virus zu demonstrieren, molekulare Veränderungen im Zusammenhang mit dieser spezifischen Form der Alzheimer-Krankheit hervorzurufen. Die Exposition gegenüber dem Virus erhöhte die Produktion von Amyloid und phosphorylierten Tau-Proteinen und trug zur Degeneration und zum Absterben von Neuronen bei. … HCMV kann Menschen aller Altersgruppen infizieren. Bei den meisten gesunden Menschen verläuft die Infektion ohne Symptome, kann sich aber als leichte, grippeähnliche Erkrankung äußern. Bei etwa 80 % der Menschen lassen sich bis zum Alter von 80 Jahren Antikörper nachweisen. Die Forscher wiesen jedoch nur bei einer Untergruppe von Personen HCMV im Darm nach, und diese Infektion scheint ein wichtiger Faktor für das Vorhandensein des Virus im Gehirn zu sein. Aus diesem Grund weisen die Forscher darauf hin, dass der bloße Kontakt mit HCMV, mit dem fast jeder Mensch in Berührung kommt, kein Grund zur Sorge sein sollte. https://news.asu.edu/20241219-health-and-medicine-surprising-role-gut-infection-alzheimers-disease
Journal Reference:
- Benjamin P. Readhead, Diego F. Mastroeni, Qi Wang, Maria A. Sierra, Camila de Ávila, Tajudeen O. Jimoh, Jean‐Vianney Haure‐Mirande, Kristina E. Atanasoff, Jennifer Nolz, Crystal Suazo, Nathaniel J. Barton, Adrian R. Orszulak, Samantha M. Chigas, Khanh Tran, Anne Mirza, Krista Ryon, Jacqueline Proszynski, Deena Najjar, Joel T. Dudley, Sean T. H. Liu, Sam Gandy, Michelle E. Ehrlich, Eric Alsop, Jerry Antone, Rebecca Reiman, Cory Funk, Rebecca L. Best, Michael Jhatro, Kathy Kamath, John Shon, Timothy F. Kowalik, David A. Bennett, Winnie S. Liang, Geidy E. Serrano, Thomas G. Beach, Kendall Van Keuren‐Jensen, Christopher E. Mason, Yingleong Chan, Elaine T. Lim, Domenico Tortorella, Eric M. Reiman. Alzheimer’s disease‐associated CD83(+) microglia are linked with increased immunoglobulin G4 and human cytomegalovirus in the gut, vagal nerve, and brain. Alzheimer’s & Dementia, 2024; DOI: 10.1002/alz.14401
Funktionelles Lebensmittel aus Shiitake-Pilzen zeigt Unterdrückung der Progression von Leberfibrose
Ein Forschungsteam fand heraus, wie AHCC, ein standardisierter Extrakt aus kultivierten Lentinula-Edodes-Myzelien, möglicherweise die Progression von Leberfibrose unterdrücken kann. … Das Team verabreichte Mäusen AHCC und fand heraus, dass das Präparat die Aktivierung der stellaten Leberzellen über zwei Kanäle hemmen könnte: Über den TLR2-Kanal (Toll-like-Rezeptorprotein) induzierte AHCC Cytoglobin, das reaktive Sauerstoffspezies verringerte, während das Präparat über den TLR4-Kanal die Kollagenexpression in der Leber der Mäuse unterdrückte. … https://www.omu.ac.jp/en/info/research-news/entry-68977.html
Journal Reference:
- Hayato Urushima, Tsutomu Matsubara, Gu Qiongya, Atsuko Daikoku, Misako Takayama, Chiho Kadono, Hikaru Nakai, Yukinobu Ikeya, Hideto Yuasa, Kazuo Ikeda. AHCC inhibited hepatic stellate cells activation by regulation of cytoglobin induction via TLR2-SAPK/JNK pathway and collagen production via TLR4-NF-κβ pathway. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology, 2024; 327 (6): G741 DOI: 10.1152/ajpgi.00134.2024
