Die Krankheitskeime im Verdauungstrakt: Zyklisches Lipokpeptid

Medizin am Abend Berlin Fazit: Darmbakterien wehren Krankheitskeime ab

Team des Kieler Metaorganismus-Sonderforschungsbereichs 1182 untersucht am Beispiel von Fadenwürmern die Rolle des Darmmikrobioms bei der Abwehr von Infektionen

Vom Einzeller bis zum Menschen sind sämtliche Tiere und Pflanzen von Mikroorganismen besiedelt. 

Als sogenannte Wirtslebewesen beherbergen sie eine vielfältige Gemeinschaft von symbiotischen Kleinstlebewesen, das Mikrobiom, und bilden gemeinsam mit ihnen den sogenannten Metaorganismus. 
 
Die darin ablaufenden Interaktionen von Körper und Mikroben üben einen bedeutenden Einfluss auf die Funktionen und die Gesundheit des Wirtslebewesens aus.

Auf einer Agarplatte zeigt sich die Hemmwirkung der Pseudomonas-Bakterien besonders deutlich: Der Krankheitserreger Bacillus thuringiensis kann in ihrer Nähe nicht gedeihen.
© Dr. Sabrina Köhler

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im Sonderforschungsbereich (SFB) 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“ an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) diese komplexen Wechselwirkungen und schreiben den Mikroorganismen auch eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern zu. Dazu nutzen sie verschiedene sogenannte Modellorganismen, also Lebewesen, die sich in ihrem Zusammenspiel mit ihren bakteriellen Symbionten unter Laborbedingungen untersuchen lassen. Am Beispiel des Fadenwurms Caenorhabditis elegans hat nun ein Forschungsteam aus der CAU-Arbeitsgruppe Evolutionsökologie und Genetik die Funktion des natürlichen Darmmikrobioms untersucht. Dabei stellten sie fest, dass das natürliche Mikrobiom im Wurm offenbar eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Infektionen übernimmt und bestimmte Bakterien einen deutlichen antimikrobiellen Effekt haben.

Die Ergebnisse der Kieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können künftig dabei helfen, die Funktionen des Darmmikrobioms insgesamt und insbesondere seine Effekte auf die Ansiedlung von Krankheitskeimen im Verdauungstrakt besser zu verstehen.

Ihre Studie erschien in der vergangenen Woche  in der Fachzeitschrift Current Biology.

Direkter und indirekter Infektionsschutz
Den Grundstein für die aktuellen Forschungsergebnisse legte das Kieler Team vor wenigen Jahren, als es die erste systematische Analyse des natürlichen Fadenwurm-Mikrobioms vorlegte. Aus dieser Untersuchung ging eine genaue Kenntnis der Zusammensetzung und der dominierenden Arten dieser Bakterienbesiedlung hervor. Damals stellten die Forschenden die Hypothese auf, dass das natürliche Mikrobiom den Tieren einen evolutionären Vorteil verschafft, indem es sie zum Beispiel gegen Krankheitserreger schützen kann. Um diese bisher lediglich vermutete Funktion des Mikrobioms besser zu verstehen, beschäftigten sich die Forschenden nun mit einzelnen Bakterien aus der damaligen Studie. Sie untersuchten also, wie einzelne Bakterien auf bestimmte schädliche Keime wirken. Dabei machten sie zwei deutliche Wirkungsweisen aus.

„Einerseits konnten wir eine direkte Schutzwirkung bestimmter Bakterien gegen einen Krankheitserreger feststellen“, betont Dr. Katja Dierking, wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Arbeitsgruppe Evolutionsökologie und Genetik an der CAU und Teilprojektleiterin im SFB 1182. „Bakterien der Gattung Pseudomonas hemmen das Wachstum des für den Wurm typischen Krankheitserregers Bacillus thuringiensis, wenn man beide in direkten Kontakt bringt“, so Dierking weiter. Außerdem zeigte sich bei der Untersuchung anderer Bakterien der Gattung Pseudomonas auch ein indirekter Effekt: Sie hemmen zwar nicht das Wachstum des Krankheitserregers, bewahren den Wurm aber trotzdem vor dessen schädlicher Wirkung. Insgesamt fanden die Forschenden sechs Bakterienisolate im natürlichen Mikrobiom, die an der Abwehr von Infektionen beteiligt sind: Zwei davon schützen den Wurm direkt vor dem Befall mit Krankheitskeimen, vier davon indirekt.

Wie Darmbakterien das Wachstum von Krankheitskeimen hemmen
Eine weitere Besonderheit der neuen Kieler Studie ist, dass sie nicht nur die infektionshemmende Wirkung einzelner Bakterien des Fadenwurm-Mikrobioms beschreibt, sondern im nächsten Schritt auch einen zugrundeliegenden molekularen Mechanismus identifizieren konnte. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Kieler SFB 1182 konnten in Zusammenarbeit mit Forschenden der Goethe Universität Frankfurt mittels genomischer und biochemischer Analysen ein antibakterielles Molekül identifizieren, das von den Mikrobiom-Bakterien, die Caenorhabditis elegans auf direkte Weise schützen, produziert wird. „Die Pseudomonas-Bakterien im Darm des Wurms produzieren ein sogenanntes zyklisches Lipopeptid“, erklärt Kohar Kissoyan, Erstautorin der Forschungsarbeit und Doktorandin in der Arbeitsgruppe Evolutionsökologie und Genetik. „Diese chemische Verbindung entfaltet eine direkte Hemmwirkung auf den Krankheitskeim und unterdrückt so sein weiteres Wachstum“, so Kissoyan weiter.







Dr. Katja Dierking (hinten) und Kohar Kissoyan erforschten die Rolle des natürlichen Fadenwurm-Mikrobioms bei der Abwehr von Infektionen.
© Dr. Sabrina Köhler

Wie kann man die neuen Erkenntnisse nutzen?
Die neuen Ergebnisse des Kieler Teams bilden eine wertvolle Grundlage für die weitere Erforschung der verschiedenen Funktionen des natürlichen Darmmikrobioms. Mit dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans steht dafür in Kiel und in zahlreichen Forschungslaboren weltweit ein sehr weit verbreiteter und bestens untersuchter Modellorganismus zur Verfügung. Als nächstes wollen Dierking und ihr Forschungsteam den Wirkungsmechanismus des im Darmmikrobiom des Fadenwurms identifizierten antibakteriellen Moleküls im Detail nachvollziehen. Langfristiges Ziel des SFB 1182 ist es, auch die Wechselwirkungen der diversen Bakterien des Mikrobioms untereinander und mit dem Wirtsorganismus zu verstehen. In Zukunft, so hoffen die Kieler Forschenden, könne man durch Störungen des Darmmikrobioms verursachte Krankheiten mit der gezielten Gabe von sogenannten Probiotika, also bestimmten nützlichen Bakterienkulturen, möglicherweise erfolgreich therapieren. Diesem Ziel möchten sich die Kieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in einer zweiten erfolgreichen Förderperiode weiter annähern. Aktuell bewirbt sich der 2016 gestartete Kieler Metaorganismus-Sonderforschungsbereich um die weitere Finanzierung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ab 2020.

Weitere Informationen:
Arbeitsgruppe Evolutionsökologie und Genetik, Zoologisches Institut, CAU Kiel:
http://www.uni-kiel.de/zoologie/evoecogen

Sonderforschungsbereich 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“, CAU Kiel:
http://www.metaorganism-research.com

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Originalpublikation:

Kohar Kissoyan, Moritz Drechsler, Eva-Lena Stange, Johannes Zimmermann, Christoph Kaleta, Helge Bode und Katja Dierking (2019): Natural C. elegans microbiota protects against infection via production of a cyclic lipopeptide of the viscosin group Current Biology Published on 28 February, 2019
https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.01.050

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Die Fruchtbarkeit des älteren Mannes...., ein sehr ungünstiger Verlauf für Mutter und Kind

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Auch Spermien altern − späte Vaterschaft birgt Risiken für Mutter und Kind

Die verbreitete Annahme, dass Spermien nicht altern, ist überholt. 

Neuere Forschungen belegen: 

Auch männliche Keimzellen unterliegen Alterungsprozessen. 

Studien weisen darauf hin, dass die DNA der Samenzellen über die Jahre Schaden nehmen kann. 

Die Folge: 

Das Risiko von Fehlbildungen und Entwicklungsstörungen des Nachwuchses. 

• Ebenso erleiden die Partnerinnen häufiger Komplikationen ihrer Schwangerschaft. 

Die neuen Erkenntnisse, die Andrologen zur Fruchtbarkeit des älteren Mannes haben, und was dies für ältere Paare mit Kinderwunsch bedeutet, diskutieren Experten auf der Pressekonferenz des 62. Kongresses für Endokrinologie (20. bis 22. März 2019) am 20. März 2019 in Göttingen. 
 
Mütter und Väter werden immer älter.

Das Durchschnittsalter einer Frau bei der Geburt des ersten Kindes steigt an:

2007 waren die Frauen im Schnitt 29,8 Jahre alt, für 2017 gibt das Statistische Bundesamt das Alter von 31,2 Jahren an.

„Mögliche Risiken einer späten Elternschaft wurden lange Zeit hauptsächlich in Bezug auf das Alter der Frau betrachtet. Der Einfluss des Alters des Vaters wurde bislang vernachlässigt“, berichtet Universitätsprofessor Dr. rer. nat Stefan Schlatt, Direktor des Centrums für Reproduktionsmedizin und Andrologie am Universitätsklinikum Münster.

• Während der lebenslange Keimzellen-Pool von Frauen, bestehend aus rund 400 000 unreifen Eizellen pro Eierstock, bereits zum Zeitpunkt der Geburt angelegt ist und ab diesem Datum altert, produzieren Männer im Laufe ihres Lebens Millionen von Spermien täglich immer wieder neu.

 „Daraus leitete sich die Annahme ab, männliche Keimzellen würden nicht altern“, erklärt Schlatt.

• Dabei würde jedoch nicht berücksichtigt, dass auch bei älteren Männern die Integrität der Spermien-DNA beeinträchtigt sein könnte, etwa durch genetische und epigenetische Veränderungen. 

„Das dadurch verursachte veränderte Ablesen von Genen könnte sowohl die Embryonal- als auch die Plazentaentwicklung beeinträchtigen“, so Professor Schlatt.

Eine aktuell im British Medical Journal veröffentlichte populationsbasierte Kohortenstudie untersuchte, welche Auswirkungen das Alter der Eltern für die Gesundheit von Mutter und Kind hat.

Die Forscher werteten die vorliegenden Daten von mehr als 40,5 Millionen Lebendgeburten in den USA zwischen 2007 und 2016 aus. Sie erfassten neben verschiedenen Angaben zur Person (wie soziale Herkunft, Schulbildung, Nationalität) auch das Alter der Väter.

• Registriert wurden Ereignisse wie Frühgeburtlichkeit (Schwangerschaftsdauer unter 37 Schwangerschaftswochen),
• ein geringes Geburtsgewicht (unter 2 500 Gramm), 
• Atemhilfe nach Geburt, 
• Aufnahme auf eine neonatologische Intensivstation, 
• Antibiotikagabe 
• sowie das Auftreten von Krampfanfällen. 

Bei der Gesundheit der Mütter wurde vor allem nach Schwangerschaftsdiabetes und -vergiftung (Präeklampsie sowie Eklampsie) geschaut.

Das Ergebnis zeigt, dass die Schwangerschaften mit den ältesten Vätern den ungünstigsten Verlauf nahmen.

Ein Alter des Vaters ab 45 Jahren ging im Vergleich zum Referenzalter zwischen 25 und 34 Jahren mit einem signifikant höheren Risiko für eine Frühgeburt sowie für ein niedriges Geburtsgewicht einher.

Die Kinder der ältesten Väter benötigten auch deutlich häufiger eine Atemunterstützung nach der Geburt und mussten öfter auf eine neonatologische Intensivstation aufgenommen werden.

• Das Risiko für die Frau, einen Schwangerschaftsdiabetes zu entwickeln, nahm bei einem Vater im Alter zwischen 45 und 54 Jahren um 28 Prozent und bei einem Alter des Mannes ab 55 Jahre um 34 Prozent zu. 

Das Risiko für die schwerwiegenden Schwangerschaftskomplikationen Präeklampsie und Eklampsie bei der Mutter war mit alten Vätern jedoch nicht höher.

„Diese Studie macht deutlich, dass ein höheres Alter des Vaters Komplikationen beim Kind und der Mutter begünstigt. 

Andere frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Erkrankungen wie Autismus und Schizophrenie ebenfalls mit dem Alter des Vaters assoziiert sind“, ergänzt Schlatt.

Ob und welche Risiken in der alternden Keimzelle genau auftreten, werde zurzeit intensiv erforscht, berichtet der Androloge. Bis mehr Studienergebnisse vorliegen, sollten andere Strategien verfolgt werden.

Professor Dr. med. Heide Siggelkow, DGE-Kongresspräsidentin und Ärztliche Leiterin MVZ ENDOKRINOLOGIKUM Göttingen, wünscht sich mehr Beratung und Aufklärung:

„Es gibt hierzulande einen Trend zu später Elternschaft bei beiden Elternteilen.

• Da die gesundheitlichen Folgen für Mutter und Kind gravierend sein können, sollten Paare mit Kinderwunsch darauf hingewiesen werden, dass mit steigendem väterlichem Alter die Spermaqualität ab- und die Gefahr weiterer altersbedingter Risikofaktoren zunimmt. 

Unter diesem Gesichtspunkt sollten Männer unter 40 Jahren darüber nachdenken, ob das Einfrieren ihrer Spermien (Kryokonservierung) eine Option sein könnte“, sagt die Kongresspräsidentin.

Auf der Konferenz des 62. Kongresses für Endokrinologie (20. bis 22. März 2019) am 20. März 2019 in Göttingen werden die Experten darüber hinaus über die „Rolle des Mikrobioms beim polyzystischen Ovarsyndrom (PCOS)“ sprechen, neue Forschungsergebnisse zum „Knochen als endokrinem Organ“ vorstellen und über die Gründung spezieller Zentren zur Behandlung von Mädchen und Frauen mit Ullrich-Turner-Syndrom berichten.

Literatur:
Khandwala YS et al. Association of paternal age with perinatal outcomes between 2007 and 2016 in the United States: population based cohort study. BMJ 2018; 363: k4372. DOI: 10.1136/bmj.k4372. https://www.bmj.com/content/363/bmj.k4372
Lorenz J. Höheres Alter der Väter begünstigt neonatale Komplikationen. Z Geburtshilfe Neonatol 2019; 223(01): 11-12. DOI: 10.1055/a-0818-8072. https://www.thieme-connect.de/products/ejournals/html/10.1055/a-0818-8072
Gromoll J, Tüttelmann F, Kliesch S. Social freezing – the male perspective. Der Urologe 55(1),· November 2015. DOI: 10.1007/s00120-015-3943-8. https://www.springermedizin.de/andrologie/fertilitaet-und-kinderwunsch/social-fr...
 
Berthold-Lecture:
Harald Jüppner, Insights into biology through immunoassays, molecular cloning and genetics
Vorsitz: Josef Köhrle, Heide Siggelkow
Termin: Donnerstag, 21.03.2019, 09:30 bis 10:15 Uhr
Ort: LOKHALLE Göttingen, Raum Lichtenberg
Anschrift: Bahnhofsallee 1B, 37081 Göttingen

S7: Erhalt oder Wiederherstellung der Hodenfunktion – von Bertholds Göttinger Experimenten bis zur Zukunftsvision
Vorsitz: Helmut Schatz, Stefan Schlatt
Termin: Freitag, 22.03.2019, 08:30 bis 10:00 Uhr
Ort: LOKHALLE Göttingen, Raum Gauss
Anschrift: Bahnhofsallee 1B, 37081 Göttingen

Patiententag zum 62. Deutschen Kongresses für Endokrinologie:
Kurzvorträge von: Dr. med. Caroline Bouter, Clemens Freiberg, Prof. Dr. med. Raddatz, Prof. Dr. med. Heide Siggelkow
Themen: Schilddrüse, Diabetes mellitus, Wachstumsstörungen im Kindesalter und Osteoporose
Termin: Samstag, 23. März 2019, 10:00 bis 12:00 Uhr
Ort: Universitätsmedizin Göttingen, Hörsaal 552
Anschrift: Robert-Koch-Str. 40, 37075 Göttingen
Eintritt frei. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich.

Weitere Informationen zum Kongressprogramm unter http://www.dge2019.de


Vorläufiges Programm:

Jenseits von Stützen, Schützen und Bewegen: hormonaktives Gebein – der Knochen als endokrines Organ
Professor Dr. med. Heide Siggelkow
Ärztliche Leiterin MVZ ENDOKRINOLOGIKUM Göttingen, Zentrum für Hormon- und Stoffwechselerkrankungen, Nuklearmedizin und Humangenetik, Osteologisches Zentrum DVO und DGE-Kongresspräsidentin

Hormone und Darm im Austausch: Die Rolle des Mikrobioms beim „Frauenleiden“ polyzystisches Ovarsyndrom (PCOS)
Professor Dr. med. Barbara Obermayer-Pietsch
Klinische Abteilung für Endokrinologie und Diabetologie, Medizinische Universität Graz und Präsidentin der Österreichischen Gesellschaft für Endokrinologie und Stoffwechsel (ÖGES)

Fruchtbar bis in hohe Alter? Was alte Männer alt macht – neue Forschungserkenntnisse aus der Andrologie
Univ.-Professor Dr. rer. nat Stefan Schlatt
Direktor des Centrums für Reproduktionsmedizin und Andrologie am Universitätsklinikum Münster

Wenn eines von zweien fehlt: Monosomie X – welche Therapie brauchen Mädchen und Frauen mit Ullrich-Turner-Syndrom?
Professor Dr. med. Joachim Wölfle
Leiter des Schwerpunkts Pädiatrische Endokrinologie und Diabetologie an der Klinik für Allgemeine Pädiatrie, Universitätsklinikum Bonn und Präsident der Deutschen Gesellschaft für Kinderendokrinologie und -diabetologie (DGKED)

Neugegründete Turner-Zentren: Was betroffene Frauen erwarten und fordern
Kerstin Subtil
Referentin der Turner-Syndrom Vereinigung Deutschland e.V., Dornburg

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Telefax: 0711 8931-167
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Untersucher-StudienEinladung: Schwangere und junge Mütter

Medizin am Abend Berlin Fazit: Präventionsstudie zu Stress und Sorgen während der Schwangerschaft und nach der Geburt

An der Universitätsmedizin Greifswald startete am 12. März 2019 die Studie Netzwerk Vorpommern: 

Psychosoziale und neurobiologische Gesundheit von Schwangeren und jungen Müttern in Vorpommern (PriVileG-M). 

• Im Fokus der Studie stehen stressbelastete schwangere Frauen in Vorpommern.

Neben der Universitätsmedizin sind die Universität Greifswald und die Hochschule Neubrandenburg in die Studie eingebunden. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachInfo: Erläuterung zur Studie  


Symbolbild PriVileG Unimedizin Greifswald
 
Für die Studie werden schwangere Frauen bis ca. der 25. Schwangerschaftswoche gesucht. 

• Die Teilnehmerinnen werden etwa 12-15 Monate begleitet, bis zur Vollendung des 1. Lebensjahres ihres Kindes. 

Innerhalb dieses Zeitraums finden fünf Befragungen bzw. Untersuchungen statt.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden sich mit den Auswirkungen des mütterlichen Stresses auf das Ungeborene und später auf das Baby beschäftigen. 

Die teilnehmenden Frauen werden dabei unterstützt, mit individualisierten Therapiemaßnahmen ihren Stresslevel zu reduzieren.

Ziel ist es, sie darin zu fördern, eine stabile Beziehung zu ihrem Kind aufzubauen, selbstsicherer in Konflikten zu reagieren und sie in ihrer Gesundheitskompetenz zu stärken. 

Somit erwarten wir, auch das Bindungsverhalten der Kinder und ihre weitere Entwicklung zu fördern.


Langfristig sollen die Untersuchungsergebnisse genutzt werden, präventive Unterstützungsangebote in Vorpommern zu etablieren, die auf die Bedürfnisse schwangerer Frauen und junger Mütter mit Belastungen ausgerichtet sind.

Die Studie wird im Rahmen der Initiative „Förderung von Nachwuchswissenschaftlern in exzellenten Forschungsverbünden“ aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds des Landes Mecklenburg-Vorpommern in Höhe von circa zwei Millionen Euro über eine Dauer von insgesamt 42 Monaten unterstützt.

Teilnahme

An der Teilnahme Interessierte wenden sich bitte direkt an die Projektkoordinatorin Juliane Corleis.
privileg@uni-greifswald.de01522 2406323 (auch WhatsApp)

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Projektleitung Universitätsmedizin Greifswald
Prof. Dr. Hans Grabe
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Ellernholzstraße 1-2, 17489 Greifswald
Telefon 03834 86 6842
grabeh@uni-greifswald.de

Universität Greifswald
Prof. Dr. Silke Schmidt
Institut für Psychologie
Lehrstuhl Gesundheit und Prävention
Robert-Blum-Straße 13, 17489 Greifswald
Telefon 03834 420 3800
Silke.schmidt@uni-greifswald.de

Hochschule Neubrandenburg
Prof. Dr. Bedriska Bethke
Fachbereich Gesundheit, Pflege und Management
Brodaer Straße 2, 17033 Neubrandenburg
Telefon 0395 5693 3100
bethke@hs-nb.de

Jan Meßerschmidt Universität Greifswald
Domstraße 11
17489 Greifswald
Postfach Greifswald
17487 Greifswald
Deutschland
Mecklenburg-Vorpommern
Telefon: (03834) 420 1150
Fax: (03834) 420 1151
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