Microbiële flora van de longen De longpopulatie is van groot belang

Net als de darmen leven ook Pacifische bacteriën in de longen, die de gezondheid op complexe manieren beïnvloeden: Studies in diermodellen hebben aangetoond dat het longmicrobioom de immuunreacties in het centrale zenuwstelsel beïnvloedt, vergelijkbaar met die bij multiple sclerose. Wetenschappers zeggen dat de bevindingen hoop geven dat het ooit mogelijk zal zijn om ziekten van het centrale zenuwstelsel te behandelen door de long-hersen-as te beïnvloeden.

We zijn nooit alleen – ons lichaam herbergt een kleurrijke gemeenschap van talloze micro-organismen. De zoektocht naar deze kleine lodges heeft de laatste jaren veel aandacht gekregen. Het wordt steeds duidelijker welke complexe rol het microbioom speelt in de menselijke gezondheid. Naast vele andere effecten heeft de samenstelling van bacteriële gemeenschappen ook een effect op het zenuwstelsel – er zijn verbanden met neurodegeneratieve ziekten en psychische problemen aangetoond. De focus tot nu toe lag echter op de grootste habitat van het lichaam voor microben – de darm. Anderzijds heeft het team onder leiding van het Universitair Medisch Centrum Göttingen zich toegelegd op het onderzoeken van het belang van microbiële organismen in de longen. Vergeleken met de darm zijn onze ademhalingsorganen dunbevolkt, maar er is ook een groot aantal onschadelijke bacteriesoorten.

Is er ook een long-hersen-as?

Een van de fundamenten van het onderzoek was het bewijs dat de verzwakking van de longen kan worden geassocieerd met de ontwikkeling van neurologische effecten. Longinfecties of roken verhogen bijvoorbeeld het risico op het ontwikkelen van multiple sclerose (MS). Wat het onderscheidt is een auto-immuunziekte. Het immuunsysteem en de zogenaamde T-cellen vallen bij MS ten onrechte uw hersenweefsel aan en veroorzaken schade die leidt tot neurologische stoornissen. Waarom en hoe de longen betrokken zijn bij het beheersen van auto-immuunprocessen in de hersenen was voorheen onduidelijk.

Om de mogelijke rol van de longflora te onderzoeken, voerden de onderzoekers studies uit op muizen, die in multiple sclerose-onderzoek worden gebruikt als modellen van ziekte bij mensen: door bepaalde processen ontwikkelen ze een ontstekingsziekte van het centrale zenuwstelsel, zoals MS – ze worden ziek. De wetenschappers behandelden deze modeldieren vervolgens met lage doses van het antibioticum neomycine, dat rechtstreeks in de longen werd toegediend. Latere analyses toonden aan dat dit, zoals gewenst, niet leidde tot uitroeiing, maar slechts tot een kleine verandering in de samenstelling van de bacteriegemeenschap in de longen.

Effecten op de hersenen

De verrassing kwam van modeldierstudies met MS-cases: de behandeling resulteerde in minder symptomen – er waren minder ontstekingsreacties in het centrale zenuwstelsel. Blijkbaar leidde een verandering in de longflora tot dit effect – maar hoe? Vervolgens gingen de onderzoekers als onderzoekers op deze vraag in: Stap voor stap gebruikten ze een reeks benaderingen om te onderzoeken waar dit effect aan het werk is, welke cellen daar worden aangetast en welke bacteriële signalen mogelijk betrokken zijn bij het reguleren van het immuuneffect.

Ze ontdekten dat door antibiotica gemedieerde manipulatie van het longmicrobioom een ​​effect had op zogenaamde microglia in het centrale zenuwstelsel. Ze staan ​​bekend als de “immuuncellen van de hersenen”. Dit zijn fijn vertakte cellen die schade of bedreigingen van infectieuze agentia kunnen detecteren en vervolgens alarm slaan om immuuncellen op te roepen. Zoals uit studies bleek, veranderden microglia na manipulatie van het longmicrobioom hun activiteit en vertoonden ze zelfs microscopisch zichtbare afwijkingen. De cellen reageerden ook minder krachtig op ontstekingssignalen, wat resulteerde in verminderde rekrutering van immuuncellen in het ontstoken hersenweefsel van proefdieren. Onderzoekers zeggen dat dit de symptoomverlichting zou kunnen verklaren.

Celwandcomponenten beïnvloeden immuunmonitoring in de hersenen

Daarna gingen ze op zoek naar bacteriële signalen die zo’n “gliale pacificatie” zouden kunnen veroorzaken. Het belangrijkste bewijs kwam van inzichten in welke bacteriesoorten de microbiële gemeenschap is geëvolueerd om de voorkeur te geven na behandeling met antibiotica. Uit analyses bleek dat soorten die een speciale celwandcomponent bevatten – lipopolysacchariden – zich in longweefsel vermenigvuldigden. Verdere experimenten bevestigden vervolgens dat deze stoffen juist cruciaal waren voor het effect: het kunstmatig verhogen van de hoeveelheid lipopolysacchariden in de longen resulteerde ook in een mitigerende werking bij ‘MS-modelmuizen’. Aan de andere kant verhoogde gerichte eliminatie van stoffen de symptomen van auto-immuunziekten.

De wetenschappers concludeerden dat de resultaten van het onderzoek nu wijzen op een voorheen onbekende functionele relatie tussen de longen en de hersenen. Aangenomen mag worden dat de verbindingen bij muizen ook bij mensen voorkomen. In hoeverre dit geval echter daadwerkelijk moet worden aangetoond door aanvullende studies en de aanvullende betekenis moet ook worden onderzocht, schrijven Aubrey Schönhoff en Sarkis Mazmanian van de Caltech in Pasadena in een begeleidend commentaar bij de studie: “De veelbelovende resultaten moeten nu worden bevestigd en uitgebreid.Dit roept de vraag op of interacties tussen het longmicrobioom en microglia ook andere ziekten beïnvloeden die verband houden met CZS-ontsteking.

Wat dit betreft, heeft senior auteur Alexander Flugel van het Universitair Medisch Centrum in Göttingen eindelijk een optimistische kijk op de toekomst: “Het is mogelijk dat de long-hersen-as als behandeling zou kunnen worden gebruikt. Gerichte toediening van probiotica of sommige antibiotica kunnen reacties beïnvloeden Immunosuppressie van de hersenen en daarmee de behandeling van niet alleen multiple sclerose, maar ook ziekten van het centrale zenuwstelsel in het algemeen, waarbij de immuunactiviteit van gliacellen een rol speelt”, zegt Flugel.

Bron: Medische Universiteit van Göttingen, specialistisch artikel: Natuur, doi: 10.1038/s41586-022-04427-4

© wissenschaft.de – Martin Vieweg