Wissenschaftler stehen kurz vor der Entwicklung von Schluckimpfstoffen für Darmerkrankungen

Japanische und amerikanische Wissenschaftler haben in Zusammenarbeit ein Gen entdeckt, das für die Differenzierung unbekannter Darmzellen – der M-Zellen – verantwortlich ist. Die Untersuchung der Entwicklung dieser Zellen könnte zur Entwicklung eines oralen Impfstoffs beitragen. Die Ergebnisse der Arbeit von Wissenschaftlern der Emory University (USA) und des Forschungszentrums für Allergie und Immunologie (Japan) wurden in der Fachzeitschrift Nature Immunology veröffentlicht.

M-Zellen sind Epithelzellen, die sich in Lymphknoten im Darm (Peyer-Plaques) befinden. Sie fangen Bakterien aus dem Darmlumen ein und geben sie an Lymphozyten und Makrophagen weiter. Sie sind nur in den Peyer-Plaques lebensfähig und daher wenig erforscht.

Dem Wissenschaftlerteam gelang es festzustellen, dass das Spi-B-Gen für die Differenzierung von M-Zellen verantwortlich ist. Das von diesem Gen kodierte Protein gehört zu den Transkriptionsfaktoren – einer Proteinfamilie, die die mRNA-Synthese auf der DNA-Matrix steuert. Es wird in Immunzellen produziert und ist für verschiedene physiologische Prozesse wichtig, darunter Teilung, Differenzierung, Entwicklung und den programmierten Zelltod (Apoptose).

Die Forscher fanden heraus, dass die Spi-B-Expression mit dem Beginn der frühen M-Zell-Differenzierung zusammenfällt. Um herauszufinden, ob dieses Gen die M-Zell-Entwicklung reguliert, führten die Wissenschaftler Experimente an Modellmäusen durch, denen das Spi-B-Gen fehlte. Dabei stellten sie fest, dass im Darm dieser Nagetiere keine funktionierenden M-Zellen vorhanden waren. Nach einer Knochenmarktransplantation war die Funktion der M-Zellen in den Modelltieren nicht wiederhergestellt. Das bedeutete, dass das Spi-B-Gen für die M-Zell-Entwicklung in Epithelzellen exprimiert werden muss.

„Wir waren sehr überrascht, dass Spi-B in Darmepithelzellen exprimiert wird. Da bekannt ist, dass dieses Gen für die Entwicklung verschiedener Arten von Immunzellen wichtig ist, dachte man bisher, dass es nur in diesen exprimiert wird“, sagte einer der Autoren der Arbeit.

Den Wissenschaftlern zufolge können Informationen über M-Zellen – insbesondere über die Moleküle auf ihrer Oberfläche – zur Entwicklung oraler Impfstoffe gegen Darmerkrankungen genutzt werden. Die meisten bestehenden Impfstoffe werden per Injektion verabreicht, in manchen Fällen ist jedoch eine orale Verabreichung besser – so können die körpereigenen Abwehrkräfte am Ursprungsort der Krankheit gestärkt werden. Darüber hinaus kann die Untersuchung von M-Zellen Aufschluss über die Entstehung und Behandlung verschiedener Darmerkrankungen geben.

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