Nervensystem wehrt Darminfektionen ab

New Haven (USA) - Die Mikroben der Darmflora tragen auf vielfältige Weise zu unserer Gesundheit bei. Voraussetzung dafür ist aber, dass die Darmwand ihre Barrierefunktion erfüllt und die Vermehrung von Krankheitserregern verhindert. Andernfalls können Darmkeime akute Infektionen auslösen oder chronisch entzündliche Darmerkrankungen verursachen. Daher produzieren Zellen der Darmschleimhaut spezielle Proteine, die wie Antibiotika wirken und eindringende Bakterien abtöten. Doch die entscheidende Rolle dabei spielen weniger die Immunzellen des Darms als vielmehr Nervenzellen, die in großer Zahl die Darmwand durchziehen, wie amerikanische Forscher jetzt im Fachblatt „Cell“ berichten. Demnach setzen Nervenzellen zur Abwehr von Salmonellen einen Botenstoff frei, der Zellen der Darmschleimhaut zur Produktion antimikrobieller Proteine veranlasst. Dieser Mechanismus könnte zur Entwicklung neuer Therapien von Darminfektionen genutzt werden.

„Wir dachten bisher, dass Immunzellen mit Zellen der Darmwand kommunizieren, um eindringende Darmmikroben durch den Einsatz antimikrobieller Proteine abzuwehren“, sagt Richard Flavell von der Yale University in New Haven. „Aber das stimmt so nicht – es ist das Nervensystem, das den Darmzellen sagt, was sie tun sollen.“ Das stark ausgebildete Nervensystem des Darms ist offenbar von unerwartet großer Bedeutung für die angeborene Immunabwehr. Es war bekannt, dass Schleimhaut- und Immunzellen des Darms zum Beispiel bei einer Salmonelleninfektion den Botenstoff Interleukin-18 (IL-18) freisetzen, der Entzündungsreaktionen auslöst. Das würde, so die Vermutung, die sogenannten Becherzellen der Darmschleimhaut dazu anregen, antimikrobielle Proteine freizusetzen. Deren Aufgabe ist es, zu verhindern, dass die Salmonellen tiefer in die Schleimhaut eindringen.

Die Forscher erzeugten genetisch veränderte Mäuse, deren Immun- und Schleimhautzellen des Darms nicht mehr in der Lage waren, IL-18 zu produzieren. Trotz dieses Defekts konnten die Tiere eine Infektion mit Salmonella typhimurium erfolgreich abwehren. Dagegen waren Mäuse, deren Darmnervenzellen kein IL-18 mehr bilden konnten, anfälliger gegenüber der Salmonelleninfektion. Weitere Untersuchungen bestätigten, dass die IL-18-Produktion der Nervenzellen ausschlaggebend für die Freisetzung antimikrobieller Proteine durch die Becherzellen ist. Welche Funktion die IL-18-Bildung der anderen Darmzellen hat, müsste noch geklärt werden, so die Autoren. Auch wie die Nervenzellen bei einer Darminfektion zur Freisetzung von IL-18 angeregt werden, sei noch nicht bekannt. Es wäre denkbar, durch Stimulation der Darmnervenzellen die Erregerabwehr zu stärken und so neue Therapien für Darmerkrankungen zu entwickeln.