Pilzinfektionen: Darmzellen und Milchsäurebakterien bieten Schutz vor Candida albicans

Candida-Infektionen: Probiotika schützen vor Hefepilz

Der Hefepilz Candida albicans ist normalerweise ein harmloser Mitbewohner des menschlichen Körpers. Aber er kann auch zum gefährlichen Krankheitserreger werden. Ein Forschungsteam berichtet nun, dass Darmzellen und Milchsäurebakterien gemeinsam vor Candida-Infektionen schützen.

Die Anwesenheit von Probiotika wie Milchsäurebakterien verändert die Umgebung im Darm und zwingt Candida albicans, seinen Stoffwechsel umzustellen, wodurch er weniger infektiös wird. So können Probiotika eine Verbreitung von Pilzinfektionen im Darm eindämmen oder gar verhindern. Forschende haben außerdem herausgefunden, dass Darmzellen das Bakterienwachstum aktiv fördern, um sich vor dem Pilz zu schützen. Ihre Ergebnisse wurden in dem Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.

Pilzinfektion kann lebensbedrohlich werden

Wie in einer Mitteilung des Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI) erklärt wird, besiedelt der Hefepilz Candida albicans natürlicherweise den menschlichen Körper, vor allem den Darm.

Dort verursacht er in der Regel keine Probleme, weil das Immunsystem und eine gute Darmflora ihn in Schach halten. Ist aber das Mikrobiom im Darm aus dem Gleichgewicht geraten oder das Immunsystem stark beeinträchtigt, kann C. Albicans in die Blutbahn gelangen. Für immungeschwächte Menschen auf Intensivstationen kann das lebensbedrohlich werden.

Forscherinnen und Forscher des Leibniz-HKI fanden jetzt heraus, dass die Darmzellen des Menschen eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung von Pilzinfektionen durch C. Albicans spielen.

„Die Darmzellen nähren Milchsäurebakterien, die sich dadurch vermehren und dem Hefepilz wiederum Nährstoffe wegnehmen“, erläutert Erstautorin Raquel Alonso-Roman. Durch die neuen Bedingungen ist der Hefepilz gezwungen, den eigenen Stoffwechsel anzupassen. Dabei muss er bestimmte Eigenschaften ablegen, wodurch er weniger infektiös wird.

Die Zugabe von Probiotika erzeugt im Darm ein Gleichgewicht zwischen dem Pilz, Milchsäurebakterien und dem restlichen Mikrobiom, das den gesunden Zustand wiederherstellt.

Infektionen mit C. albicans, wie beispielsweise Vaginalinfektionen, werden teilweise erfolgreich mit Milchsäurebakterien behandelt. „Wir wissen bereits, dass insbesondere Milchsäurebakterien einer Pilzinfektion entgegenwirken, diese verhindern oder den Pilz sogar abtöten können“, so Bernhard Hube, Leiter der Abteilung Mikrobielle Pathogenitätsmechanismen.

Die Arbeit der Forschenden befasse sich nun mit der Frage nach dem ‚Wie‘.

Anpassung in der Genaktivität

Zusammen mit Systembiologen des Instituts entwickelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Computermodelle, die vorhersagen können, wie sich die Milchsäurebakterien der Art Lactobacillus rhamnosus verhalten, wenn Sie auf C. Albicans treffen.

„Anhand von Daten aus vorherigen Studien können unsere Computermodelle prognostizieren, dass sich die Milchsäurebakterien vermehren und schließlich C. Albicans entgegenwirken würden“ erklärt Mark Gresnigt, Nachwuchsgruppenleiter am Leibniz-HKI.

Anschließende Versuche im Labor zeigten aber, dass sich die Bakterien in herkömmlichen Nährmedien nicht wie vorhergesagt vermehrten. „Erst als wir Darmzellen hinzufügten, begannen die Milchsäurebakterien, sich zu vermehren“ sagt Gresnigt.

Gemeinsam mit der Nachwuchsgruppe von Slavena Vylkova konnte das Team herausfinden, wie der Hefepilz seinen Stoffwechsel verändert, um sich an die neuen Bedingungen anzupassen.

Weil im Darm nicht mehr genug Nährstoffe vorhanden sind, kommt es zu einer Anpassung in der Genaktivität von C. Albicans wodurch der Pilz weniger infektiös wird und somit die Darmzellen nicht mehr beschädigen kann.

Diese Forschungsergebnisse bilden einen wichtigen Schritt in der Bekämpfung von lebensbedrohlichen Pilzinfektionen. „Wir wollen herausfinden, wie Probiotika die Infektion bekämpfen“, erläutert Hube.

„Mit diesem Wissen können wir möglicherweise Maßnahmen entwickeln, um das aggressive Verhalten des Pilzes zu verhindern. Das heißt, wir beeinflussen den Pilz so, wie es Probiotika tun würden, ohne sie tatsächlich zu verwenden.“ Besonders bei immunsupprimierten Patientinnen und Patienten sei es meist zu gefährlich, lebende Bakterien als Heilmittel zu verwenden. (ad)