In einer neuen Studie, die von Forschern des Zentrums für translationale antivirale Forschung an der Georgia State University durchgeführt wurde, hat man herausgefunden, dass die Zusammensetzung der Darmmikrobiota eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Schwere von Virusinfektionen der Atemwege spielt.
ÜBERSICHT
Die schützende Rolle der segmentierten Filamentbakterien
Die in der angesehenen Fachzeitschrift Cell Host & Microbe veröffentlichten Ergebnisse beleuchten die Schutzwirkung segmentierter filamentöser Bakterien im Darm von Mäusen gegen verschiedene Atemwegsviren, darunter Influenza, Respiratorisches Synzytialvirus (RSV) und Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), das für COVID-19 verantwortlich ist.
Die Studie ergab, dass segmentierte filamentöse Bakterien, wenn sie auf natürlichem Wege erworben oder verabreicht werden, eine schützende Wirkung gegen Virusinfektionen der Atemwege bei Mäusen haben. Insbesondere wurde festgestellt, dass diese Bakterien die Anwesenheit von Immunzellen, den so genannten basal residenten Alveolarmakrophagen, in der Lunge benötigen, um diesen Schutz aufrechtzuerhalten. Die Forscher beobachteten, dass Mäuse, die mit segmentierten filamentösen Bakterien besiedelt waren, nach der Infektion geringere Virustiter in der Lunge aufwiesen, was auf einen geringeren Schweregrad der Virusinfektionen der Atemwege hindeutet.
Enträtselung der Mechanismen
Eines der wichtigsten Ergebnisse dieser Studie war die Feststellung komplexer Wechselwirkungen zwischen der Darmmikrobiota, den basal ansässigen Alveolarmakrophagen und der Schwere von Atemwegsvirusinfektionen. Bei segmentierten filamentösen Bakterien-negativen Mäusen wurden die basal ansässigen alveolären Makrophagen mit fortschreitender Infektion rasch dezimiert. Bei Mäusen, die mit segmentierten filamentösen Bakterien kolonisiert wurden, waren diese Makrophagen jedoch so verändert, dass sie der Abreicherung des Influenzavirus und den Entzündungssignalen widerstanden. Die Aktivierung des Komplementsystems, einer Komponente des Immunsystems, spielte eine entscheidende Rolle bei der Ausschaltung des Influenzavirus.
Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit
Obwohl diese Studie an Mäusen durchgeführt wurde, sind die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit von Bedeutung. Dr. Andrew Gewirtz, Mitautor der Studie, wies auf die möglichen Auswirkungen dieser Ergebnisse auf die künftige Risikobewertung von Patienten hin, die schwere Virusinfektionen der Atemwege entwickeln. Das Vorhandensein segmentierter filamentöser Bakterien im Darm ist möglicherweise nicht die einzige Determinante für den Phänotyp der alveolären Makrophagen.
Stattdessen wird angenommen, dass die Zusammensetzung der Darmmikrobiota die Anfälligkeit eines Individuums für Virusinfektionen der Atemwege auf breiter Basis beeinflusst. Darüber hinaus könnte die Programmierung der basal ansässigen alveolären Makrophagen durch die Darmmikrobiota nicht nur den Schweregrad akuter Virusinfektionen der Atemwege beeinflussen, sondern auch langfristige Auswirkungen auf die Gesundheit nach einer Virusinfektion der Atemwege haben.
Die bahnbrechende Studie von Forschern der Georgia State University unterstreicht die bedeutende Rolle der Darmmikrobiota bei der Bestimmung des Schweregrads von Virusinfektionen der Atemwege. Die schützende Wirkung segmentierter filamentöser Bakterien gegen Atemwegsviren liefert wertvolle Erkenntnisse über mögliche Strategien zur Vorbeugung und Behandlung dieser Infektionen. Es ist zu hoffen, dass diese Erkenntnisse im Zuge weiterer Forschungsarbeiten zur Entwicklung gezielter Interventionen und personalisierter Ansätze zur Bekämpfung von Virusinfektionen der Atemwege sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen beitragen werden.
Quelle
- Vu L. Ngo, Carolin M. Lieber, Hae-ji Kang, Kaori Sakamoto, Michal Kuczma, Richard K. Plemper, Andrew T. Gewirtz. Intestinal microbiota programming of alveolar macrophages influences severity of respiratory viral infection. Cell Host & Microbe, 2024; DOI: 10.1016/j.chom.2024.01.002
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