Die Rolle des Darmmikrobioms für die Gesundheit des Menschen ist bereits gut erforscht. Wie die Bakterien im Verdauungstrakt allerdings vor Virusinfektionen schützen können, haben Forscher der Harvard Medical School nun zum ersten Mal beschrieben. Bei Mäusen haben sie eine spezielle Population von Mikroben festgemacht, die die Immunantwort derart beeinflusst, dass virale Eindringlinge abgewehrt werden können. Diese könnten Grundlage für die Entwicklung neuer Therapien für den Menschen sein.

Die im Fachblatt "Cell" publizierte Arbeit zeigt eine Gruppe von Mikroben sowie eine bestimmte Spezies davon, die dazu führt, dass Abwehrzellen virusabweisende Stoffe freisetzen, die als Typ-1-Interferone bekannt sind. Ferner identifizierten die Forscher um den Immunologen Dennis Kasper vom Blavatnik-Institut jenes Molekül, das in vielen Darmbakterien innerhalb dieser Gruppe vorkommt und das die Immunkaskade in Gang setzt. Sie stellten zudem fest, dass dieses Molekül gar nicht schwer zu isolieren ist und als Grundlage für Arzneien genützt werden könnte.

"Wir sehen einen vielversprechenden neuen Ansatz zur Entwicklung eines Therapeutikums, das die antivirale Immunität beim Menschen stärken und das Risiko für Virusinfektionen verringern könnte", so Kasper in der Studie.

Schützende Interferone

Der menschliche Körper wird, wie der anderer Säugetiere, von Billionen von Mikroben - Bakterien, Viren und Pilzen -besiedelt, die zusammen als das symbiotische Mikrobiom bezeichnet werden. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass es im menschlichen Körper ungefähr so viele Bakterienzellen wie menschliche Zellen gibt und ungefähr hundertmal mehr Bakteriengene als menschliche Gene, von denen sich die überwiegende Mehrheit im unteren Magen-Darm-Trakt befindet.

Kurz nach der Geburt ist bei allen Menschen ein schwaches Interferon-Signal vorhanden, das in Abwesenheit einer aktiven Infektion einen antiviralen Schutz bietet. Wo und wie dieses Signal auftritt, ist jedoch unklar. Die vorliegende Arbeit liefert nun eine Erklärung für dieses Phänomen und zeigt, dass diese Schutzreaktion von Immunzellen herrührt, die sich in den Wänden des Dickdarms befinden. Werden sie durch ein bestimmtes Oberflächenmolekül, das sich auf der Membran eines bestimmten Darmbakteriums befindet, stimuliert, setzen diese Zellen schützende Interferone frei.

Zweifache Wirkung

In einer Reihe von Experimenten an Zellen und Tieren stellten die Forscher fest, dass eine dieser Mikroben, nämlich Bacteroides fragilis, die im Menschen vorhanden ist, jene Signalkaskade initiiert, die Immunzellen dazu veranlasst, ein Protein namens Interferon-beta freizusetzen - eine wichtige Immunchemikalie, die auf zwei Arten antiviralen Schutz bietet: Einerseits induziert sie die Selbstzerstörung virusinfizierter Zellen und regt andererseits auch andere Klassen von Immunzellen an, den Erreger anzugreifen.

Bei den Mäusen testeten die Forscher, ob das Bakterium tatsächlich vor Infektionen schützen kann. Dafür verabreichten sie einer Gruppe von Tieren Antibiotika, um deren Darmmikrobiom zu stören. Diese Mäuse entwickelten, nachdem sie mit einem bestimmten Virus infiziert wurden, sehr wohl Infektionen. Gaben die Forschenden diesen Tieren allerdings eine gereinigte Form von Bacteroides fragilis ins Trinkwasser, zeigten sie nach der Infektion mit dem Virus deutlich mildere Infektionen und überlebten ebenso wie Mäuse mit intakter Darmmikrobiota und intakter Immunabwehr. Daran zeigte sich, dass es möglich ist, das Mikrobiom wieder herzustellen.

Ob diese Therapieoption beim Coronavirus Sars-CoV-2 auch schlagend werden könnte, geht aus der Studie nicht hervor. Es wäre wohl einen Versuch wert.