Eine Erkältung füttern, ein Fieber verhungern lassen? Laut Salk-Forschung nicht so schnell

Eine Erkältung füttern, ein Fieber verhungern lassen? Laut Salk-Forschung nicht so schnell

Die Entdeckung, wie Bakterien den Hunger eines Wirts kontrollieren, weist auf neue Wege zur Behandlung von Infektionen und Appetitlosigkeit hin

LA JOLLA – Als Sie das letzte Mal eine Magen-Darm-Erkrankung hatten, hatten Sie wahrscheinlich keine große Lust zu essen. Dieser Appetitverlust ist Teil der normalen Reaktion Ihres Körpers auf eine Krankheit, aber noch nicht vollständig erforscht. Manchmal führt weniger Essen während einer Krankheit zu einer schnelleren Genesung, aber manchmal – etwa wenn Krebspatienten unter Abmagerung leiden – kann der Appetitverlust tödlich sein.

Nun zeigen Untersuchungen des Salk Institute, wie Bakterien die Reaktion auf Appetitverlust in ihrem Wirt blockieren, um sowohl den Wirt gesünder zu machen als auch die Übertragung der Bakterien auf andere Wirte zu fördern. Diese überraschende Entdeckung wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Zelle am 26. Januar 2017 zeigt einen Zusammenhang zwischen Appetit und Infektionen und könnte Auswirkungen auf die Behandlung von Infektionskrankheiten, die Übertragung von Infektionen und den Appetitverlust im Zusammenhang mit Krankheiten, Alterung, Entzündungen oder medizinischen Eingriffen (wie Chemotherapie) haben.

„Es ist seit langem bekannt, dass Infektionen Appetitlosigkeit verursachen, aber die Funktion davon, wenn überhaupt, wird erst langsam verstanden“, sagt Janelle Ayres, Assistenzprofessor am Salk Institute Laboratorien der Nomis Foundation für Immunbiologie und mikrobielle Pathogenese.

Mäuse wurden oral mit den Bakterien infiziert Salmonellen Typhimurium leidet typischerweise unter Appetitlosigkeit und wird schließlich viel kranker, da die Bakterien virulenter werden und sich vom Darm auf andere Gewebe im Körper ausbreiten. Ayres‘ Team testete verschiedene Bedingungen bei den infizierten Mäusen und stellte fest, dass kranke Mäuse, die trotz ihres Appetitverlusts zusätzliche Kalorien zu sich nahmen, tatsächlich länger überlebten. Es stellte sich heraus, dass dieses Überleben nicht auf eine aktivere Immunantwort gut ernährter Tiere zurückzuführen war (gemessen an der Bakterienkonzentration im Wirt). Stattdessen lag es daran, dass die Salmonellen Wenn die Mäuse mehr fraßen, breiteten sich die Viren nicht außerhalb des Darms und im ganzen Körper aus, was es den Tieren ermöglichte, trotz der Infektion gesund zu bleiben. Noch überraschender ist die Salmonellen wirkten auf den Darm, um den Appetitverlust des Wirts zu unterdrücken.

Der Befund war zunächst rätselhaft: Warum sollten die Bakterien weniger virulent werden und sich nicht in andere Bereiche des Körpers ausbreiten, wenn die Nährstoffe reichlicher vorhanden waren? Und warum sollte Salmonellen diesen Zustand aktiv fördern? Es stellte sich heraus, dass die Bakterien einen Kompromiss zwischen Virulenz, also der Fähigkeit einer Mikrobe, Krankheiten innerhalb eines Wirts auszulösen, und Transmission, also ihrer Fähigkeit, sich zu verbreiten und Infektionen zwischen mehreren Wirten zu etablieren, eingingen.

„Wir haben herausgefunden, dass Appetitlosigkeit das macht Salmonellen virulenter, vielleicht weil es über den Darm hinausgehen muss, um Nährstoffe für sich selbst zu finden. Diese erhöhte Virulenz tötet ihren Wirt zu schnell ab, was die Fähigkeit des Bakteriums beeinträchtigt, sich auf neue Wirte auszubreiten“, erklärt Sheila Rao, wissenschaftliche Mitarbeiterin bei Salk und Erstautorin der Studie. „Der Kompromiss zwischen Übertragung und Virulenz wurde bisher nicht erkannt – man ging bisher davon aus, dass Virulenz und Übertragung gekoppelt sind.“

Wenn der Wirt während der Infektion mehr aß und länger überlebte, Salmonellen Vorteile: Bakterien in diesen Mäusen konnten sich über den Kot auf andere Tiere ausbreiten und die Übertragung zwischen Wirten verstärken, im Vergleich zu Bakterien in Mäusen, die nichts fraßen und aufgrund der erhöhten bakteriellen Virulenz früher starben.

Die Forscher fanden heraus, dass, um die Reaktion auf Appetitverlust zu stoppen und die Übertragung zwischen Wirten zu fördern, Salmonellen produziert ein Molekül namens SlrP, das die Aktivierung eines Immunproteins (Zytokin) im Darm blockiert. Dieses Zytokin kommuniziert typischerweise mit dem Appetitzentrum des Gehirns, dem sogenannten Hypothalamus, um den Wirt während einer Infektion dazu zu bringen, seinen Appetit zu verlieren. Das Team stellte fest, dass Mäuse infiziert waren Salmonellen Das konnte nicht dazu führen, dass SlrP während der Infektion weniger Nahrung zu sich nahm, mehr Gewicht verlor und schneller starb als Kontrollmäuse.

Obwohl beim Menschen der gleiche Darm-Hirn-Signalweg existiert, der mit Appetitverlust verbunden ist wie bei Mäusen, warnt Ayres, dass Infektionsreaktionen von vielen Faktoren abhängen und dass die Frage, ob Essen – oder Fasten – während einer Krankheit die Gesundheit verbessern kann, zu einem großen Teil davon abhängt der Erreger der Infektion ist. Ihr Team plant, das menschliche Mikrobiom (die Ansammlung von Bakterien, die im menschlichen Körper leben) zu durchsuchen, um andere Mikroben zu finden, die eine ähnliche Wirkung auf diesen Signalweg haben könnten, und diese auf neue Therapien im Zusammenhang mit Appetitverlust und zur Behandlung von Krankheiten zu untersuchen. Das Labor möchte außerdem untersuchen, ob Medikamente eingesetzt werden könnten, um den krankheitsbedingten Appetitverlust-Signalweg, auf den SlrP abzielt, anzukurbeln oder abzuschwächen.

„Nachdem wir diesen Mechanismus identifiziert haben, der den Appetit reguliert, wollen wir ihn umkehren und sehen, ob wir über diesen Mechanismus den Appetit verringern können, um bei Stoffwechselerkrankungen zu helfen“, sagt Ayres.

Die Entdeckung weist auch auf die verlockende Möglichkeit hin, Infektionskrankheiten mit anderen Ansätzen als Antibiotika zu behandeln, beispielsweise mit Ernährungsinterventionen. „Die Suche nach Alternativen zu Antibiotika ist unglaublich wichtig, da diese Medikamente bereits die Entwicklung tödlicher antibiotikaresistenter Stämme gefördert haben“, sagt Ayres. Allein in den Vereinigten Staaten infizieren sich jedes Jahr zwei Millionen Menschen mit Bakterien, die gegen Antibiotika resistent sind, und nach Angaben der USA sterben jedes Jahr mindestens 23,000 Menschen an den direkten Folgen dieser Infektionen Centers for Disease Control.

Weitere Forscher an der Studie waren Alexandria M. Palaferri Schieber, Carolyn P. O'Connor, Mathias Leblanc und Daniela Michel vom Salk Institute.

Die Arbeit und die beteiligten Forscher wurden durch Zuschüsse des gefördert National Institutes of Health, hat das Nomis-Stiftung, hat das Searle Scholar Foundation und der Ray Thomas Edward Foundation.