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Darmbakterien der Mutter stärken Immunsystem des Neugeborenen

Nr. 15c | 18.03.2016 | von Koh

Bereits während der Schwangerschaft formen Bakterien im mütterlichen Darm das Immunsystem des Babys. Für diesen Effekt sind bakterielle Moleküle verantwortlich, die durch die Plazenta gelangen oder über Antikörper in der Muttermilch übertragen werden. Dies entdeckten Wissenschaftler vom Inselspital und der Universität Bern, vom Deutschen Krebsforschungszentrum und der ETH Zürich nun an Mäusen. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

E. coli ist eine der viele Bakterienarten, die den Darm besiedeln.
© Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH [Public domain], via Wikimedia Commons

Babys kommen mit einem unreifen Immunsystem auf die Welt. Wissenschaftler nahmen bisher an, das Neugeborene beginne erst nach der Geburt mit der Anpassung an die vielen Bakterien seiner eigenen Darmflora. Forscher vom Inselspital Bern, der Universität Bern, vom Deutschen Krebsforschungszentrum und von der ETH Zürich haben nun an Mäusen herausgefunden, dass die Darmflora der Mutter bereits während der Schwangerschaft Babys für die mikrobielle Besiedlung nach der Geburt vorbereitet.

Die Darmforschungsgruppe am Inselspital Bern betreibt seit Jahren Grundlagen- und klinische Forschung in diesem Bereich und zählt weltweit zu den renommiertesten Teams. Mathias Heikenwälder vom Deutschen Krebsforschungszentrum und seine Gruppe unterstützten die Schweizer Kollegen mit der Analyse des Immunsystems, vor allem der sekundären lymphatischen Organe, während dieser Entwicklungsphase.

Bakterien-Invasion nach der Geburt

Bei der Geburt wechselt das Baby von der sterilen, geschützten Umgebung der Gebärmutter in eine Welt, in der es von Bakterien nur so wimmelt. Rasch nach der Geburt besiedeln Mikroorganismen alle Körperoberflächen. Schon nach wenigen Tagen befinden sich im Darm zehnmal so viele Bakterien wie Zellen im ganzen Körper.

Neugeborene Babys überleben diese plötzliche Welle von eindringenden Bakterien im Normalfall ohne Probleme. Doch noch immer sterben weltweit jährlich über sechs Millionen Kinder unter fünf Jahren, die meisten von ihnen in Folge von Darminfektionen und Mangelernährung. Das größte Problem nach der Geburt: Der Darm muss mit Mikroben besiedelt werden, ohne das Neugeborene zu infizieren, ohne eine starke Immunreaktion zu bewirken und ohne die Darm-Kapazität zur Aufnahme von Nährstoffen einzuschränken.

Ungefährliche Moleküle aus dem Darm

Die Forscher zeigen in ihrer aktuellen Arbeit, dass Moleküle der Bakterien, die im mütterlichen Darm leben, in den Körper der Mutter eindringen können. Sie werden via Plazenta oder nach der Geburt über Antikörper, die in der Muttermilch enthalten sind, an das Kind weitergegeben. Diese bakteriellen Bestandteile sind ungefährlich, sie rufen keine Infektion hervor. Stattdessen stimulieren sie Zellen im Körper des Babys und wappnen dessen Immunsystem und Darm für den Moment nach der Geburt, wenn das Neugeborene selbst mit lebenden Bakterien im eigenen Darm umgehen muss.

„Für diese Arbeit haben wir Bakterien untersucht, die keine Krankheit verursachen. Aber mit großer Wahrscheinlichkeit gelten die Ergebnisse auch für gefährliche Krankheitserreger, gegen die sich das Neugeborene dann dank vorbereitetem Immunsystem besser wehren kann“, sagt Mathias Heikenwälder. Forschungsleiter Andrew Macpherson vom Inselspital Bern ergänzt: „Wir wussten immer schon, dass wir unseren Müttern für ihre Liebe und ihre schützende Zuneigung dankbar sein dürfen. Jetzt wissen wir, dass wir ihnen auch für ihre Darmflora danken sollten.“

Mercedes Gomez de Agüero, Stephanie C. Ganal-Vonarburg,  Tobias Fuhrer, Sandra Rupp, Yasuhiro Uchimura, Hai Li, Anna Steinert, Mathias Heikenwälder, Siegfried Hapfelmeier, Uwe Sauer, Kathy D. McCoy, Andrew J. Macpherson: The maternal microbiota drives early postnatal innate immune development: Science 2016, DOI: 10.1126/science.aad2571

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs. Gemeinsam mit Partnern aus den Universitätskliniken betreibt das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) an den Standorten Heidelberg und Dresden, in Heidelberg außerdem das Hopp-Kindertumorzentrum KiTZ. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums an den NCT- und den DKTK-Standorten ist ein wichtiger Beitrag, um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.

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