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Freundliche Bakterien regulieren die Immunfunktion in den Lungenzellen

In den letzten Jahren haben sich bemerkenswerte Entdeckungen über das Mikrobiom ergeben - die Bakterien, die mit den Zellen unseres Körpers koexistieren und denen sie zahlenmäßig weit überlegen sind. Die meisten Enthüllungen haben sich auf Darmbakterien konzentriert - aber jetzt zeigt eine neue Studie, dass die Lungen auch die Heimat von Bakterien sind, die helfen, das Immunsystem zu regulieren.
Die neue Studie untersucht, wie Bakterien in der Lunge durch Immunzellen, die die Antikörperproduktion auslösen, das Immunsystem beeinflussen.

Die Studie, die von Forschern der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York, New York, geleitet wird, wird veröffentlicht in Das Journal der experimentellen Medizin.

Der leitende Autor Saurabh Mehandru, Assistenzprofessor für Gastroenterologie, sagt, dass Bakterien eine eindeutige Rolle bei der Regulierung der Immunfunktion in der Lunge spielen - einem Ort im Körper, der einst für steril gehalten wurde - und notiert:

"Dies bietet die Grundlage, um andere Aspekte der Lungenimmunfunktion zu untersuchen, die von mikrobiellen Gemeinschaften beeinflusst werden könnten, und könnte auch helfen, nasale Impfstoffe zu verbessern, die zum Schutz vor Infektionen der Lunge und anderswo im Körper verwendet werden."

Der menschliche Körper ist Heimat für Billionen von "freundlichen" Bakterien - bekannt als kommensale Bakterien - die in gegenseitig vorteilhaften Beziehungen mit ihrem Wirt existieren. Wir beginnen erst zu verstehen, welche wichtige Rolle sie bei Gesundheit und Krankheit spielen.

Während sich die meisten früheren Studien darauf konzentrierten, wie diese Beziehung im Verdauungssystem funktioniert, untersucht die neue Studie, wie Bakterien in der Lunge das Immunsystem durch spezialisierte Zellen, sogenannte dendritische Zellen, beeinflussen.

Dendritische Zellen und Immunglobulin

Dendritische Zellen sind baumartige Zellen, die helfen, Immunität zu erzeugen und zu begrenzen. Sie patrouillieren die Schnittstellen zwischen unserem Körper und der Umwelt, zum Beispiel die Schleimhaut - das Gewebe, das verschiedene Oberflächen im Körper auskleidet - und suchen nach fremden Eindringlingen wie Bakterien, Viren oder gefährlichen Giftstoffen.

Wenn sie einen Eindringling finden - an diesem Punkt wird der Eindringling als Antigen bezeichnet -, zerlegen die dendritischen Zellen ihn in kleinere Antigenfragmente und zeigen sie auf ihren Zelloberflächen an.

Mit ihren Antigenfragmenten wandern die geprimten dendritischen Zellen dann zu Immunzentren wie den Lymphknoten oder der Milz, wo andere spezialisierte Zellen die Antigene verwenden, um Antikörper herzustellen, um den Eindringling zu neutralisieren.

Eine solche Gruppe von Antikörpern wird Immunglobuline genannt, die in spezialisierten Immunzellen, B-Zellen genannt, produziert werden.

Immunglobulin A (IgA) ist das wichtigste Immunglobulin in der Schleimhaut und spielt eine Schlüsselrolle beim Schutz der beiden größten Schleimhäute des menschlichen Körpers - des Darms und der Lunge.

Neuere Beweise deuten auch darauf hin, IgA in diesen Schleimhäuten Oberflächen können helfen, Allergien zu unterdrücken.

Bakterien helfen Lungen-Dendritischen Zellen regulieren IgA-Antikörper-Produktion

Für ihre Studie verwendete das Team Mausmodelle. Sie isolierten dendritische Zellen der Lunge, kultivierten sie mit B-Zellen und zeigten, wie - nach 4-5 Tagen - die B-Zellen anfingen, IgA-Antikörper in einem Prozess zu produzieren, der als "IgA-Klassenwechsel-Rekombination" bekannt ist.

Aber zu ihrer Überraschung, als sie versuchten, das Ergebnis mit Zellen zu wiederholen, die von Mäusen genommen worden waren, die mit Antibiotika behandelt worden waren, so dass sie keimfrei waren, wurde kaum irgendein IgA-Antikörper produziert.

Und als sie die keimfreien Mäuse mit einer Verbindung namens LPS fütterten, die in den Wänden von Bakterienzellen gefunden wurde, und anschließend die dendritischen Zellen der Mäuse mit B-Zellen isolierte und kultivierte, wurde die IgA-Produktion wiederhergestellt.

Der unterschiedslose Einsatz von Antibiotika für Medizin und Landwirtschaft stört die für beide Seiten vorteilhafte Beziehung zwischen Menschen und ihrem Mikrobiom, was zu den steilen Anstiegen bei Asthma und Nahrungsmittelallergien führt, merken die Forscher an.

Sie stellen auch fest, dass es Hinweise gibt, dass niedrige IgA-Spiegel mit Asthma und anderen allergischen Störungen in Verbindung stehen.

Die Forscher schlagen vor, dass durch die Aufdeckung eines wichtigen Zusammenhangs zwischen der Verwendung von Antibiotika, dem Zusammenbruch der wichtigen Beziehung des Körpers mit dem Mikrobiom und der verringerten Produktion von IgA in der Lunge, ihre Studie auf einen neuen Mechanismus hinter dem Anstieg allergischer Erkrankungen hinweist.

Sie weisen auch darauf hin, dass solche Störungen im Mikrobiom wichtige Auswirkungen auf die Wirksamkeit von Impfstoffen haben können, die zum Schutz gegen Infektionen in Schleimhautoberflächen entwickelt wurden, wie sie in ihrer Studienarbeit zum Schluss kommen:

"Hier zeigen wir eine unerwartete Rolle der Mikrobiota beim Modulieren der schützenden Wirksamkeit der intranasalen Impfung durch ihre Wirkung auf die IgA-Klasse-Switching-Funktion von [Lungen-dendritischen Zellen]."

Inzwischen, Medizinische Nachrichten heute kürzlich von einer anderen Studie gelernt, die darauf hindeutet, dass das Immunsystem die Entwicklung von Darmbakterien beeinflusst. Die Ergebnisse liefern Beweise für eine Seite der Theorie, dass die reiche Vielfalt von Bakterien in unserem Darm das Ergebnis der beiden Systeme ist, die sich gegenseitig entwickeln und aufeinander arbeiten.

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