Eine neue Studie zeigt, dass eukaryotische Viren sowohl die Schleimhautimmunität formen als auch die intestinale Homöostase bei Mäusen unterstützen können. Insbesondere scheint eine Infektion mit dem murinen Norovirus (MNV) die vorteilhafte Funktion der bakteriellen Besiedlung im Darm ersetzen zu können.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass RNA-Viren häufig bei gesunden Säuglingen und Kindern sowie bei Personen vorkommen, die sich von einer akuten Gastroenteritis erholen. Es wurde allgemein angenommen, dass solche Virusinfektionen für den Wirt schädlich sind. Die neue Studie stellt diese Annahme auf den Kopf und deutet darauf hin, dass diese Viren eine ähnliche Rolle spielen könnten wie das bakterielle Mikrobiom.
Elisabeth Kernbauer, PhD, von der New York University School of Medicine in New York City, und Kollegen veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Mausstudie online am 19. November in Nature. Die Forscher verwendeten keimfreie Mäuse, mikrobiologisch sterile Wildtyp-Mäuse, die mit einem Cocktail aus Antibiotika behandelt worden waren, und Mäuse, deren Darmgewebe durch Behandlung mit Dextran-Natriumsulfat beschädigt worden war.
Die neuen Erkenntnisse sind der erste starke Beweis dafür, dass Viren im Magen-Darm-Trakt dazu beitragen können, die Gesundheit zu erhalten und einen geschädigten Darm zu heilen. Vor dieser Studie wurden die Viren, die den Darm besiedeln, nur sehr wenig untersucht.
Das Team infizierte keimfreie Mäuse und mit Antibiotika behandelte Mäuse mit MNV und stellte fest, dass die Infektion die Reparatur von durch Entzündung geschädigtem Darmgewebe auslöste, die Darmzellzahlen wiederherstellte, die Darmzellfunktion wiederherstellte und die Gewebearchitektur normalisierte. Die Ergebnisse waren bereits nach 2 Wochen MNV-Infektion sichtbar.
Eine Infektion mit MNV half auch, das Immunsystem des Darms wiederherzustellen. Die Forscher wissen noch nicht, wie das Virus das Immunsystem unterstützt. Sie fanden jedoch eine erhöhte Signalübertragung durch antivirale Typ-1-Interferonproteine, was darauf hindeutet, dass das Virus eine Schlüsselrolle bei der Steuerung der Immunantwort spielt.
Die Forscher dokumentierten auch eine Verdoppelung der T-Zell-Spiegel im Blut und nachweisbare Spiegel an Antikörpern im Darm und Blut von mit Antibiotika behandelten Mäusen nach MNV-Infektion. Diese Maßnahmen stimmten mit einer Normalisierung der Immunantwort überein. Die Autoren schließen daraus, dass eine Virusinfektion des Darms hilfreich sein kann, wenn die Antibiotikabehandlung die Darmbakterien ausgelöscht hat.
Die Behandlung mit MNV konnte auch das Überleben bei mit Antibiotika behandelten Mäusen verbessern, die die schädliche Chemikalie Dextran-Natriumsulfat erhielten.
"Wir wissen seit langem, dass Menschen ständig mit Viren und Bakterien infiziert werden und nicht krank werden", stellte der leitende Ermittler Ken Cadwell, PhD, ebenfalls von der New York University, in einer Pressemitteilung der Universität fest. "Jetzt haben wir wissenschaftliche Beweise dafür, dass nicht jede Virusinfektion schlecht ist, aber tatsächlich gesundheitsfördernd sein kann, genauso wie wir wissen, dass viele bakterielle Infektionen gut für die Erhaltung der Gesundheit sind."
Er bezog sich auf die wachsende Wertschätzung des Darmmikrobioms für Gesundheit und Krankheit. Mehrere Mikroorganismen bevölkern den Magen-Darm-Trakt, einschließlich Bakterien, Archaeen, Pilze und Viren. Diese Mikroorganismen bieten zahlreiche gesundheitliche Vorteile, einschließlich der Regulierung des Immunsystems und der Vorbeugung von Entzündungen. Obwohl die Sammlung von Mikroorganismen im Magen-Darm-Trakt allgemein als Darmmikrobiom bezeichnet wird, ist die Sammlung von Viren, die den Magen-Darm-Trakt bevölkern, spezifischer als Darmvirom bekannt.
Die neuen Ergebnisse legen nahe, dass das zuvor übersehene Darmvirom genauso wichtig sein könnte wie das Darmmikrobiom.
Die Forscher konzentrierten ihre Bemühungen auf MNV, da sie zuvor gezeigt hatten, dass eine chronische MNV-Infektion Mäuse schützen kann, die anfällig für entzündliche Darmerkrankungen sind. Das Team wird sich als nächstes mit der Charakterisierung anderer Darmviren und ihrer Rolle im Mikrobiom befassen.
Ein begleitendes Editorial von Yao Wang und Julie K. Pfeiffer, PhD, vom Southwestern Medical Center der Universität von Texas in Dallas, bestätigt die Schlussfolgerung der Forscher, dass bestimmte symbiotische Viren unter bestimmten Umständen für den Darm von Vorteil sein können.
"Wir schlagen vor, dass die unglaublichen Fortschritte bei Pipelines zur Entdeckung von Viren genutzt werden sollten, um zusätzlich zu den traditionellen Krankheitserregern die Kommensal- oder Mutualismus-Viren zu entdecken, aus denen das Virom besteht", schließen Dr. Kernbauer und Kollegen. Dr. Wang und Dr. Pfeiffer sind sich einig und spekulieren in ihrem Leitartikel, dass Säugetier-Darmviren eines Tages eine Rolle bei Probiotika spielen könnten.
Dr. Wang und Dr. Pfeiffer werfen auch eine zusätzliche, noch unbeantwortete Frage auf: "[D] o Säugetier-Darmviren kommen dem Wirt im Kontext der 'normalen' Mikrobiota zugute?"
Die Autoren und Redakteure haben keine relevanten finanziellen Beziehungen offengelegt.
Natur. Online veröffentlicht am 19. November 2014.
