Gutartige Bakterien machen nicht nur gefährlichen Krankheitserregern Konkurrenz, sondern arbeiten sogar aktiv mit dem Immunsystem zusammen. US-Forscher haben nun herausgefunden, wie der Mechanismus zur Ankurbelung der Körperabwehr funktioniert. Bestimmte Moleküle auf der Oberfläche der bakteriellen Sporen docken an die B-Zellen des Immunsystems an. Infolgedessen teilen und vermehren sich diese Schlüsselzellen der Infektabwehr, berichten die Wissenschaftler um Katherine Knight vom Loyola University Medical Center in Chicago. Schon heute spielen Bakterienpräparate eine wichtige Rolle bei der Behandlung von immungeschwächten Patienten, auch in der Krebstherapie finden sie Anwendung.
Jeder Mensch besitzt zehnmal mehr Bakterien als Körperzellen. Die Mikroorganismen haben es sich auf der Haut, in den Atemwegen und im Darm gemütlich gemacht. Alleine der Verdauungstrakt wird von schätzungsweise 500 bis 1.000 verschiedenen Arten besiedelt, insgesamt bringt es die Darmflora auf ein Gesamtgewicht von bis zu zwei Kilogramm. Während einige Bakterien Krankheiten verursachen, sind die meisten Arten harmlos oder gar nützlich für den Wirt, indem sie beispielsweise die Verdauung unterstützen. Solche hilfreichen Mitbewohner werden als Kommensalen bezeichnet.
Die kommensalen Bakterien der Darmflora hemmen beispielsweise die Ausbreitung unerwünschter Keime, indem sie mit ihnen um die Besiedelung des Darms konkurrieren. Außerdem vertreiben sie einige Erregerarten, indem sie Abwehrstoffe ausschütten und ein saures Milieu schaffen. Eine der wichtigsten Funktionen kommensaler Bakterien besteht in der Stärkung des Immunsystems. Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass in einer keimfreien Umgebung aufgewachsene Mäuse nur über ein schlecht entwickeltes Immunsystem verfügen. Bislang war jedoch unbekannt, auf welche Weise die Bakterien das Immunsystem unterstützen.
Katherine Knight und ihre Kollegen untersuchten nun die Wirkung von Sporen des stäbchenförmigen Bodenbakteriums Bacillus subtilis. Sporen dienen der Überdauerung der Bakterien in schlechten Zeiten. Sie enthalten die DNA des Keimes und werden unter Stresseinwirkung gebildet, beispielsweise wenn sich die Umweltbedingungen extrem verschlechtern. Die Wissenschaftler beobachteten zunächst, dass sich die B-Zellen, einer der wichtigsten Zelltypen der Immunabwehr, in Gegenwart der Sporen zu teilen und vermehren begannen. Als sie diese genauer unter die Lupe nahmen, sahen sie, wie bestimmte Moleküle auf den Sporen an passende Strukturen auf der Oberfläche der B-Zellen andockten. Auf diese Weise wurde den Zellen das Signal zur Vermehrung übermittelt.
Seitdem die positive Wirkung bestimmter Bakterienarten auf das Immunsystem bekannt ist, profitieren Menschen mit einer schlecht funktionierenden oder geschwächten Immunabwehr von einer Behandlung mit Bakterienzellen und -sporen ? etwa ältere Personen oder Patienten, deren Immunsystem im Rahmen einer Knochenmarktransplantation unterdrückt wurde. Auch bei Neugeborenen kann eine solche vorbeugende Maßnahme sinnvoll sein: Sie haben noch einen völlig sterilen Darm, ihr Immunsystem entwickelt sich erst durch den Kontakt mit der Umwelt und über die Muttermilch. Deshalb sind sie besonders anfällig für infektiöse Erreger.
Katherine Knight (Loyola University Medical Center, Chicago) et al.: Journal of Immunology, Bd. 184, Nr. 12, S. 6782, doi: 10.4049/jimmunol.1000155 ddp/wissenschaft.de ? Gwydion Brennan
