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Pneumologie

Mikrobiom

Auswirkung einer Dysbiose der Lungenmikrobiota auf Entzündungen

Dr. rer. nat. Christine Reinecke

30.9.2021

Welche Rolle spielt die Vielfalt der pulmonalen Bakterien bei Entzündung und Erkrankung? Lässt sich daraus etwas für die Therapie ableiten? Einen Überblick über das neue Forschungsgebiet gibt ein aktuelles Review.

Die Lunge ist nicht steril, sondern von Bakterien besiedelt. Bei gesunden Personen sind das vier Stämme: Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes und Actinobacteria. Diese unterstützen die Homöostase des lokalen Immunsystems und schützen vor externen Schäden. Bei einer Dysbiose, dem Ungleichgewicht der Bakterienflora, ist eine chronische Entzündung die Folge, die wiederum die Progression von Lungenerkrankungen fördert. Mit verschiedenen Dysbiose-Mustern sind die idiopathische pulmonale Fibrose, die zystische Fibrose, die chronisch-obstruktive Lungenerkrankung, Asthma bronchiale oder Lungentumoren assoziiert. Das Immunsystem der Lunge wird nach der Geburt durch den Kontakt mit Mikroorganismen geprägt. Es funktioniert wie ein Netzwerk: Epithelzellen bilden die erste Barriere gegen Einflüsse von außen, während die Lymphozyten und alveoläre Makrophagen kontinuierlich potenzielle Bedrohungen überwachen.
Förderlich für eine Dysbiose sind Gendefekte und Arzneimittel wie Antibiotika, ebenso Immunstörungen, Entzündungen, Bakterien in der Atemluft sowie Zigarettenrauch. Auch die Ernährung wirkt auf das Immunsystem, wobei eine enge Verbindung zur Mikrobiota des Darms besteht. Diese wird durch Nahrungsfasern moduliert, die zu kurzkettigen Fettsäuren abgebaut werden. Interessanterweise wird auch das Lungenmikrobiom davon beeinflusst.  

Zukünftige Behandlung: nasal oder inhalativ

Wie wirkt sich eine Dysbiose auf die Immunität aus? Betroffen ist die lokale Barriere, die von einer gesunden Mikrobiota durch die Bildung von Mucus reguliert wird. Je nachdem, welche Bakterien eine Dysbiose verursachen, ändert sich der Gehalt an Makrophagen und Neutrophilen, und die dendritischen Zellen werden beeinträchtigt. Möglicherweise stört eine Dysbiose auch die regulatorischen T-Zellen und fördert damit die lokale Entzündungsantwort. Gamma-Delta-T-Zellen scheinen bei der Progression chronisch-entzündlicher Lungenerkrankungen eine Rolle zu spielen. Wie präklinische Untersuchungen zeigten, sind vor allem opportunistische Pathogene in der Lunge bei Erkrankungen kausal, nicht etwa infektiöse Erreger von außerhalb. Den Fibrotisierungsprozess verstärken Bacteroides ovatus, B. stercoris und Prevotella melaninogenica, vermutlich über die Bildung von äußeren Membranbläschen, Makrophagenstimulation und Interleukinbildung.
Und die Behandlung? Bei Mäusen führte die Verneblung von Lactobacillus rhamnosus und Bifidobacterium bifidum zu einer Abnahme der immunsuppressiven Zellen und zu einer Zunahme der Effektorzellen, und verhinderte eine Tumorimplantation in der Lunge. Wie könnte das gesunde Lungenmikrobiom wiederhergestellt werden? Wie die Studienautoren aus Shanghai und Boston vorschlagen, wäre das durch intranasale Applikation oder durch Inhalation von Aerosolen möglich. So könnten auch die damit verbundenen pulmonalen Erkrankungen behandelt werden.

Yang D et al., Immunology 2020 Feb; 159(2): 156‒166, DOI 10.1111/imm.13139, Epub 2019 Nov 11, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31631335/

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