Biologische Modulation bakterieller QSSMs, angeborene und adaptive Immunität durch Antibiotika, Probiotika und Präbiotika bei gesunden Personen

Kürzlich wurde entdeckt, dass Bakterien mithilfe spezialisierter Moleküle, die als Quorum Sensing Signaling Molecules (QSSMs) bekannt sind, kommunizieren können. Eine Anhäufung von QSSMs in ihrer Umgebung ermöglicht es den Bakterien, die Größe von Kolonien zu quantifizieren. Bei bestimmten Koloniegrößen erreicht die Konzentration von QSSMs einen kritischen Schwellenwert, der zur Aktivierung von Genen führt, die eine Infektion verursachen. Durch diesen Mechanismus koordinieren Bakterien innerhalb einer Kolonie das Verhalten, um die Infektiosität zu aktivieren, wenn die Kolonien groß genug sind, um Abwehrmaßnahmen des Immunsystems des Wirts standzuhalten. Eine Unterbrechung des Quorum Sensing kann die Schwere der Infektion verringern, und dies hat zur Entwicklung von Inhibitoren des Quorum Sensing als neue Strategie in der antibakteriellen Therapie geführt.

Es wird auch angenommen, dass QSSM die Infektion durch andere Mechanismen erleichtern und in der Lage sind, die Anzahl und Funktion eines bestimmten Typs von Immunzellen zu beeinflussen, der als „Antigen-präsentierende Zelle“ bekannt ist. Diese Zellen sind ausschlaggebend dafür, dass das Immunsystem Bestandteile von Bakterien als fremd erkennen und dadurch die entsprechende Reaktion auslösen kann. Es wurde festgestellt, dass eine große Anzahl dieser Zelltypen in Gegenwart von QSSMs einen programmierten Zelltod (Zellselbstmord) erlitten, verglichen mit der Abwesenheit von QSSMs. Dies spiegelt die Situation in Blutproben von Patienten mit schweren Infektionen wider, bei denen ein größerer Anteil an Zelltod unter antigenpräsentierenden Zellen auftritt als bei anderen Arten von Immunzellen.

Diese Studie zielt darauf ab, bei gesunden Freiwilligen die Mechanismen zu ermitteln, durch die QSSMs Immunzellen beeinflussen und die Ausbreitung von Infektionen erleichtern. Die Verabreichung von Antibiotika beim Menschen kann die Umgebung des Darms verändern und zu einem übermäßigen Wachstum schädlicher Bakterien führen, die möglicherweise eine Infektion verursachen. Probiotische Nahrungsergänzungsmittel können eine bakterielle Überwucherung verhindern und potenziell infektiöse Komplikationen reduzieren. Der Mechanismus, den wir aufklären wollen, könnte Veränderungen sowohl in der Produktion von QSSMs als auch in der Funktion von Immunzellen beinhalten.

Hypothese

1. Die Verwendung von Antibiotika verändert die Darmflora, was zum Auftreten von bakteriellen QSSMs im systemischen Kreislauf und zu Veränderungen der Immunfunktion des Wirts führt.
2. Probiotika und/oder Präbiotika haben vorteilhafte Wirkungen, indem sie die normale residente Darmflora erhalten und dadurch bakterielle QSSMs modulieren und die Immunfunktion des Wirts erhalten.

Ziele

Die Ziele unserer Studie sind zweifach:

1. Erstens, um die Wirkung von oral verabreichten Antibiotika auf QSSMs (in Fäkalien und Blut) und auf die angeborene und erworbene Immunität bei gesunden Menschen zu untersuchen.
2. Zweitens, um die Wirkung von oral verabreichten Kombinationen von Präbiotika, Probiotika und Antibiotika auf QSSMs (in Fäkalien und Blut) und auf die angeborene und erworbene Immunität bei gesunden Menschen zu untersuchen.