Käsebakterien: ein natürlicher Schutz im Darm

Antibiotika schwächen das Darmmikrobiom und können Symptome verursachen. Forscher haben nun ein natürliches Therapeutikum entdeckt, das darauf abzielt, die Darmmikrobiota zu schützen, ohne die Wirksamkeit von Antibiotika zu beeinträchtigen.

Antibiotika sind lebensrettende Medikamente. Sie können jedoch auch nützliche Mikroben im menschlichen Darm und Infektionen wie Bakterien zerstören Clostridium difficile Auswirkungen. Der Erreger kommt im menschlichen Darm häufig vor, schadet aber meist nicht. Beim Einsatz von Antibiotika können diese Bakterien jedoch ernsthafte Darmprobleme verursachen. Wird oft zur Behandlung verwendet Probiotika eingesetzt, die jedoch mit der Vielfalt der heimischen Mikroben und deren Funktionen nicht mithalten können.

Ingenieure entwickeln Schutz

Wenn Antibiotika oral verabreicht werden, gelangen die Medikamente hauptsächlich über den Magen in den Blutkreislauf, sodass sie in hohen Konzentrationen im Körper weiter zirkulieren können. Einige Wirkungen erreichen jedoch auch den Darm. Ist die Wirkung dort jedoch nicht erwünscht, ist das Mikrobiom gefährdet. So die Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology neuer Weg Es wurde entwickelt, um die natürliche Flora des menschlichen Verdauungssystems zu schützen und die Risiken der Einnahme von Antibiotika zu reduzieren. Dazu veränderten sie den Bakterienstamm LaktobazillenEs wird häufig in der Käseherstellung verwendet und ist für den menschlichen Verzehr unbedenklich. Werden die Bakterien oral verabreicht, siedeln sie sich vorübergehend im Darm an und werden ausgeschieden Beta-Lactamase AB – Able Enzym Beta-Lactam-Antibiotika zu teilen. Nach getaner Arbeit werden die Bakterien wieder über das Verdauungssystem ausgeschieden.

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Doch der Einsatz von gentechnisch veränderten Bakterien birgt Risiken: Beta-Lactamase-Enzyme verleihen den Zellen, die sie beherbergen, Resistenzen gegen Antibiotika. Die Neigung zur Resistenz gegen andere kann dann leicht über die Gene der Bakterien weitergegeben werden. Um dieses Problem zu lösen, codierten die Forscher die Bakterien und ihre Art, Enzyme herzustellen, neu: Dazu spalteten sie das Beta-Lactamase-Gen, das jeweils einen Teil des Enzyms kodiert, in zwei Teile. Diese genetischen Fragmente befinden sich in verschiedenen Teilen der DNA, daher ist es unwahrscheinlich, dass beide Teile gleichzeitig auf eine andere Bakterienzelle übertragen werden könnten. Die Beta-Lactamase-Fragmente werden dann aus der Zelle transportiert, wo sie wieder zusammengesetzt werden und die Enzymfunktion wiederhergestellt wird. Da Beta-Lactamase frei in der Umwelt zirkulieren kann, wird es zu einem frei verfügbaren Rohstoff für das Darmmikrobiom. Damit soll verhindert werden, dass die manipulierten Zellen einen Vorteil gegenüber dem ursprünglichen Darmmikrobiom erlangen.

Zufriedenstellende Testergebnisse

Das Team testete die neu entdeckte Behandlung in einem Mausmodell: Eine Gruppe von Mäusen erhielt nur das Antibiotikum AmpicillinEine andere Gruppe erhielt zusätzlich zu jeder Ampicillin-Dosis zwei orale Dosen Beta-Lactamase. Die Forscher fanden heraus, dass die Mäuse, die die Antibiotikabehandlung erhielten, eine signifikant größere mikrobielle Diversität aufwiesen als die Mäuse, die nur das Antibiotikum erhielten. In dieser Gruppe war die mikrobielle Vielfalt signifikant reduziert. Darüber hinaus zeigten Mäuse aus der Antibiotika-Gruppe eine höhere SchwierigDie Werte im Darm stiegen an, während die Beta-Lactamase-Gruppe keine Infektionen hatte. Aber war das Antibiotikum trotz des Verzehrs der Bakterien noch wirksam?

Außergewöhnlicher Schutz

Die Forscher fanden heraus, dass die Menge an Ampicillin, die im Blutkreislauf der Mäuse zirkulierte, gleich blieb, unabhängig davon, ob die gentechnisch veränderten Bakterien oder nur das Antibiotikum verwendet wurden. Der Hauptautor, Dr. Andrés Cubilos Ruiz. Kein früherer Eingriff konnte dieses Schutzniveau bieten. Mit unserer neuen Technologie können wir Antibiotika sicherer machen, indem wir nützliche Darmmikroben erhalten und das Potenzial für die Entstehung neuer antibiotikaresistenter Varianten verringern. Die Forscher planen nun, das Therapeutikum so weiterzuentwickeln, dass es auch von Menschen eingenommen werden kann.

Dieser Text basiert auf a Pressemitteilung vom Massachusetts Institute of Technology. Wir haben den Originalbeitrag für Sie hier drüben und mit dem Text verlinken.

Bildquelle: Catherine Linfelner, Unsplash.

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