Neben Bakterien sind auch Pilze ein wichtiger Teil des Mikrobioms in unserem Darm. Manche von ihnen, darunter der Hefepilz Candida albicans, können allerdings invasive Formen annehmen und entzündliche Darmerkrankungen verursachen. Forscher haben nun aufgedeckt, dass unser Immunsystem nur die invasiven Formen dieser Pilze angreift, harmlose Varianten der gleichen Spezies dagegen fördert. Davon profitieren sowohl der Pilz als auch sein Wirt. An Mäusen haben die Forscher zudem erfolgreich einen Impfstoff getestet, der das Immunsystem dabei unterstützt, das gesunde Gleichgewicht aufrecht zu erhalten oder wieder herzustellen.
In unserem Darm leben Billionen von Mikroorganismen. Sie bestimmen, wie wir Nährstoffe aufnehmen, können Krankheiten vorbeugen und sogar unsere Stimmung beeinflussen. Während Bakterien seit Jahren als wichtige Gesundheitshelfer im Darm anerkannt sind, gelten Pilze bislang vorwiegend als Krankmacher. Tatsächlich sind sie in vielen Fällen an Krankheiten wie entzündlichen Darmerkrankungen beteiligt. Zur Diagnose der Darmerkrankung Morbus Crohn wird daher oft ein Bluttest herangezogen, der Antikörper gegen bestimmte Darmpilze nachweist. Doch auch bei gesunden Menschen kommen Pilze als natürlicher Teil des Mikrobioms im Darm vor.
Gezielter Angriff nur auf invasive Pilzformen
Ein Team um Kyla Ost von der University of Utah in Salt Lake City hat sich nun genauer mit der Rolle von Pilzen im Darm beschäftigt. „Pilze wurden bisher nur unzureichend erforscht, zum Teil weil sie den Bakterien zahlenmäßig weit unterlegen sind“, sagt Osts Kollegin June Round. „Diese Arbeit fügt ein wichtiges Stück zum Gesamtbild hinzu.“ In menschlichen Stuhlproben analysierten die Forscher zunächst, welche Pilze und welche Antikörper gegen Pilze darin vorkommen. Besonders dominant waren demnach verschiedene Hefepilze, insbesondere die Spezies Candida albicans. Fast alle Proben enthielten zudem Antikörper gegen diesen Pilz.
Eine genauere Untersuchung ergab allerdings, dass die Antikörper nur bestimmte Formen und Erzeugnisse des Pilzes angreifen: die länglichen Pilzhyphen sowie bestimmte Proteine, sogenannte Adhäsine, die den Pilzen helfen, an Oberflächen zu haften und ins Körpergewebe einzudringen. Harmlose, runde Varianten von Candida albicans griff das Immunsystem dagegen nicht an. „Obwohl die Candida albicans-Hyphen typischerweise für die Entstehung von Krankheiten erforderlich sind, sind sie weniger geeignet für die Darmkolonisation“, erläutern die Forscher. An Mäusen zeigten sie, dass Candida albicans im Darm sogar besser wachsen konnte, wenn die Entstehung von Hyphen unterdrückt wurde. „Die Immunselektion gegen Hyphen verbessert somit die kompetitive Fitness von Candida albicans“, schreiben sie.
Kyla Ost erklärt: „Das Immunsystem zwingt Candida albicans zu seiner am wenigsten pathogenen Form. Das zeigt uns, dass die Kommunikation zwischen Wirt und Mikrobe nicht immer antagonistisch ist, sondern auch freundlich sein kann und beiden nutzt.“ Diese Erkenntnis eröffnet auch neue Ansätze für Therapien. In weiteren Mausversuchen zeigten die Forscher zunächst, dass es in der Tat lediglich die invasive Form von Candida albicans ist, die Darmentzündungen verursacht. Mäuse dagegen, die von den harmlosen, runden Hefezellen besiedelt waren, blieben gesund. Die Antikörperreaktion des Immunsystems hält normalerweise diesen gesunden Zustand aufrecht, indem sie schädliche Formen schnell erkennt und unterdrückt. Krankheiten treten auf, wenn dieses System aus dem Gleichgewicht gerät.
Impfung gegen entzündliche Darmerkrankungen?
Um das Immunsystem dabei zu unterstützen, das natürliche Gleichgewicht wieder herzustellen, testeten Ost und ihre Kollegen an den Mäusen eine Impfung, die gegen vaginale Pilzinfektionen entwickelt wurde und bereits erste klinische Studien am Menschen durchlaufen hat. Die Impfung trainiert das Immunsystem darauf, gezielt die schädlichen Adhäsin-Proteine von Candida albicans anzugreifen. Und tatsächlich: Mäuse, die den Impfstoff erhalten hatten, entwickelten weniger wahrscheinlich entzündliche Darmerkrankungen.
In weiteren Studien wollen die Forscher abklären, inwieweit Impfstoffe auch beim Menschen dazu beitragen könnten, entzündlichen Darmerkrankungen vorzubeugen oder sie zu lindern – und ob derselbe Ansatz breiter angewendet werden kann, um andere mikrobielle Gemeinschaften im Darm zu beeinflussen. „Unser Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen den kommensalen Mikroben und dem Immunsystem des Wirts auszunutzen, um mikrobielle Produkte für Therapien nutzbar zu machen“, sagt Round.
Quelle: Kyla Ost (University of Utah, Salt Lake City, USA) et al., Nature, doi: 10.1038/s41588-021-00893-0
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