Wer hat im Ökosystem Mensch eigentlich das Sagen? Natürlich der Mensch – oder doch nicht? Glaubt man neuesten Forschungsergebnissen, könnte diese Antwort in einigen Bereichen durchaus falsch sein. Denn, so hat Jeffrey Gordon von der Washington University entdeckt, die mikrobiellen Untermieter helfen uns nicht nur bei der Verdauung, sie greifen sogar steuernd in unsere Entwicklung ein.
In Versuchen mit Mäusen stellte der Molekularbiologe zu seiner großen Überraschung fest, dass bei den Tieren, die völlig steril ohne Darmbakterien aufwuchsen, die feinen Versorgungsäderchen des Darms schon kurz nach der Geburt aufhörten zu wachsen und sich zu verzweigen. Bei Mäusen mit normaler Darmflora dagegen entwickelte sich das Adernetz völlig normal.
Ein bloßer Zufall oder sollte es wirklich möglich sein, dass primitive Einzeller die Entwicklung des Darms beeinflussen? Gordon ging der Sache auf den Grund. In weiteren Versuchen verabreichte er den zunächst sterilen Mäusen nachträglich noch eine geballte Ladung Darmbakterien – und siehe da, zehn Tage später begannen die Adern tatsächlich zu wachsen.
Um herauszufinden, welche Bakterienart dafür verantwortlich war, testete der Forscher nacheinander verschiedene Kulturen durch und wurde schließlich fündig: Ein Bakterium mit dem fast unaussprechlichen Namen Bacteroides thetaiotaomicron ist offenbar der Täter. Interessanterweise gehört diese Art auch beim Menschen zur normalen Darmflora – es ist daher nicht ausgeschlossen, dass es auch bei uns entscheidende Schritte der Darmentwicklung mitbestimmt.
Aber wie schafft es ein einfaches Bakterium in ein so komplexes Entwicklungsprogramm einzugreifen? Jeffrey Gordon hält einen speziellen Zelltyp der Darmschleimhaut, die so genannten Panethzellen, für den Schlüssel – oder vielmehr das Schloss – dieser Interaktion. Panethzellen produzieren normalerweise antibakterielle Proteine, die die vielgestaltige Bakterienflora des Darms regulieren und in Schach halten. Für das Bakterium B. thetaiotaomicron sind sie jedoch offensichtlich der Zugang zum Steuersystem der Darmkapillarentwicklung. Fehlen diese Zellen, bleibt das Aderwachstum auch dann aus, wenn genügend Darmbakterien vorhanden sind.
Noch kennt auch Gordon die genauen Mechanismen der Interaktion zwischen Darmzelle und Mikrobe nicht, aber das es hier eine Wechselwirkung gibt, darin ist er sich sicher: „Unsere Funde illustrieren die Bedeutung der Koevolution von Tieren und ihren mikrobiellen Partnern,“ erklärt der Forscher. „Die Mikroben sind zu Meisterphysiologen und -chemikern geworden. Sie haben chemische Strategien entwickelt, die uns Menschen manipulieren – zu unserem und ihrem Besten.“
Stand: 13.03.2003
