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T├╝binger Forschungsteam entwickelt neue Strategie gegen Sepsis

30.07.2021 Pressemitteilung

Acetat regt k├Ârpereigene Immunabwehr an ÔÇô Schwere bakterielle Infektionen bei M├Ąusen gemildert

Manche Blutvergiftungen verlaufen mild, viele haben jedoch einen t├Âdlichen Ausgang ÔÇô die Gr├╝nde f├╝r diese Unterschiede sind trotz jahrzehntelanger Forschung im Dunklen geblieben. Forscherinnen und Forscher der Universit├Ąt T├╝bingen haben nun eine m├Âgliche Ursache entdeckt und auf dieser Grundlage eine neue experimentelle Strategie zur Bek├Ąmpfung der bakteriellen Sepsis entwickelt.

Der neue Therapieansatz gegen die lebensbedrohliche Blutvergiftung kommt ohne den Einsatz von Antibiotika aus und setzt stattdessen auf die Anregung der k├Ârpereigenen Immunabwehr durch Gabe des Wirkstoffs Acetat. 

An der Studie, die im Fachmagazin Communications Biology ver├Âffentlicht wurde, waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Exzellenzclusters ÔÇ×Kontrolle von Mikroorganismen zur Bek├Ąmpfung von InfektionenÔÇť (CMFI), des Interfakult├Ąren Instituts f├╝r Mikrobiologie und Infektionsforschung an der Universit├Ąt T├╝bingen (IMIT) sowie des Deutschen Zentrums f├╝r Infektionsforschung (DZIF) beteiligt.

Als Folge einer lokalen Infektion kann es zum Eindringen von Bakterien in die Blutbahn kommen, was zu einer lebensbedrohlichen Sepsis (umgangssprachlich Blutvergiftung) und einem septischen Schock mit Organversagen f├╝hren kann. Zu den h├Ąufigsten Verursachern einer solchen Sepsis geh├Âren Methicillin-resistente Staphylococcus aureus Bakterien (MRSA), welche gegen viele der g├Ąngigen Antibiotika Resistenzen gebildet haben.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Andreas Peschel und Dr. Dorothee Kretschmer konnte nun zeigen, dass die k├Ârpereigene Immunabwehr gegen├╝ber Staphylokokken durch Gabe des Essigs├Ąuresalzes Natrium-Acetat gest├Ąrkt wird, sodass der K├Ârper besser mit der schweren Infektion fertig werden kann. In Experimenten mit M├Ąusen, die ├╝ber das Trinkwasser oder eine Injektion Acetat erhielten, wurde der Verlauf einer bakteriellen Sepsis deutlich verbessert.

Eine bakterielle Infektion wird von unserem K├Ârper durch wei├če Blutk├Ârperchen bek├Ąmpft. Die h├Ąufigsten wei├čen Blutk├Ârperchen im Blutkreislauf sind sogenannte neutrophile Granulozyten, die Krankheitserreger erkennen, aufnehmen und zerst├Âren k├Ânnen. Neutrophile besitzen auf ihrer Oberfl├Ąche verschiedene Mustererkennungsmolek├╝le, Rezeptoren, an die bakterienspezifische Komponenten binden und so die Anwesenheit von Bakterien signalisieren. Eine solche Komponente ist Acetat, das von vielen Bakterien gebildet wird, vor allem von Infektionserregern wie Staphylococcus aureus und von Darmbakterien beim Verdauen der Nahrung. Acetat wird vom Rezeptor GPR43 auf den Neutrophilen erkannt.

Acetat als Aktivator

ÔÇ×Wir konnten in unserer Studie zum ersten Mal eingehend untersuchen, welche Auswirkungen die Bindung des Acetats an Neutrophile hat. Es scheint ein Verst├Ąrker zu sein, der die Granulozyten sozusagen aufweckt und in Alarmbereitschaft versetztÔÇť, berichtet Dorothee Kretschmer. ÔÇ×Acetat wirkt ├╝ber die Aktivierung des GPR43-Rezeptors regulatorisch, sodass eine ad├Ąquate und zielgerichtete k├Ârpereigene Immunantwort auf mehreren Ebenen stattfinden kann.ÔÇť Werden Granulozyten bereits vor einer Infektion in Alarmbereitschaft versetzt, k├Ânnen sie effektiver auf die eindringenden Krankheitserreger reagieren. Sie wandern dann schneller aus dem Blut zum Infektionsort, nehmen mehr Bakterien auf und produzieren sogenannte Sauerstoffradikale, die die Bakterien abt├Âten. Dies f├╝hrte dazu, dass sich die Bakterien bei einer anschlie├čenden Sepsis durch das Bakterium Staphylococcus aureus weniger gut vermehren und in den Organen verteilen konnten.

In Experimenten belegte das Forschungsteam, dass eine Acetatinjektion oder die Gabe von Acetathaltigem Trinkwasser bei M├Ąusen zu einer verbesserten Immunantwort f├╝hrt. ÔÇ×Bei einer anschlie├čenden Sepsis durch Infektion mit Staphylokokken konnten die Bakterien schneller und effizienter abget├Âtet, und so ein t├Âdlicher Verlauf verhindert werdenÔÇť, sagt Kretschmer. Die M├Ąuse seien schneller genesen, was unter anderem an einer rascheren Gewichtszunahme zu erkennen gewesen sei. ÔÇ×Interessanterweise konnten wir denselben Effekt beobachten, wenn wir das Acetat erst nach Beginn der Sepsis verabreichtenÔÇť, berichtet die Erstautorin der Studie Katja Schlatterer vom CMFI. ÔÇ×Dies f├╝hrte in gleicher Weise zu einer verbesserten Immunantwort und Infektionsabwehr.ÔÇť Das Forschungsteam h├Ąlt es f├╝r denkbar, dass Acetat beim Menschen sowohl vorbeugend als auch zur Behandlung einer Sepsis zum Einsatz kommen k├Ânnte. Acetat f├Ąnde bereits Anwendung im klinischen Bereich, zum Beispiel als S├Ąure-Basen-Regulator in Infusionen, die bei Fl├╝ssigkeitsverlust gelegt werden. Die Vertr├Ąglichkeit beim Menschen sei somit bereits erwiesen.

Publikation

Katja Schlatterer, Christian Beck, Ulrich Schoppmeier, Andreas Peschel, Dorothee Kretschmer: Acetate sensing by GPR43 alarms neutrophils and protects from severe sepsis. Communications Biology 4:928, https://doi.org/10.1038/s42003-021-02427-0.

Kontakt

Prof. Dr. Andreas Peschel

Universit├Ąt T├╝bingen
Exzellenzcluster ÔÇ×Kontrolle von Mikroorganismen zur Bek├Ąmpfung von InfektionenÔÇť (CMFI)
Interfakult├Ąres Institut f├╝r Mikrobiologie und Infektionsmedizin T├╝bingen (IMIT)

Tel: +49 7071 29-74636
E-Mail: andreas.peschel@uni-tuebingen.de

 

Pressekontakt

Leon Kokkoliadis
Medien- und ├ľffentlichkeitsarbeit

Tel: +49 7071 29-74707
E-Mail: leon.kokkoliadis@uni-tuebingen.de

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