Entzündliche Darm­er­krank­ungen: Gentechnische E.coli könnten Verband auf der Mukosa bilden

Darmschleimhaut bei Morbus Crohn /Juan Gärtner, stockadobecom

Boston – US-Forscher haben das Darmbakterium E. coli Nissle 1917 genetisch so modifiziert, dass es auf der Darmschleimhaut einen therapeutischen Biofilm bildet. Mäuse konnten laut den in Nature Communications (2019; 10: 5580) vorgestellten Experimenten vor einer Barrierestörung der Darmschleimhaut geschützt werden, die ein Kennzeichen von entzündlichen Darm­er­krank­ungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa ist.

Entzündliche Darm­er­krank­ungen werden in westlichen Ländern immer häufiger. In den USA leiden bereits 1,6 Millionen Menschen an Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa, und jedes Jahr kommen 70.000 neue Fälle hinzu. Die genauen Ursachen für die Erkrankungen sind nicht bekannt. Eine Barrierestörung der Darmschleimhaut scheint jedoch von zentraler Bedeutung zu sein. Ohne den Schleimhautschutz können Bakterien in die Darmwand eindringen und dort eine chronische Entzündung verursachen. Antibiotika und Kortikosteroide können die Symptome zeitweise lindern, die Erkrankung aber nicht stoppen.

Ein Team um Neel Joshi vom Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering an der Harvard Universität in Boston hat nach einem Weg gesucht, die Schleimhaut der Mukosa vor dem Angriff der Bakterien zu schützen. Er wählte dafür E. coli Nissle 1917 aus. Das Bakterium gilt als unschädlich, und es ist in der Lage, einen Biofilm zu bilden. Damit der Biofilm die Oberfläche der Schleimhaut dauerhaft schützt, haben die Forscher das Bakterium genetisch manipuliert.

Sie koppelten das bakterielle Gen CsgA mit dem humanen Gen TFF3. CsgA kodiert ein Protein, das auf der Oberfläche von E. coli lange Fäden bildet, über die mehrere Bakterien zu einem Biofilm miteinander verbunden sind. Das Gen TFF3 (für „trefoil factor“) verknüpft im Darm die Muzinmoleküle zu einer festen Schleimschicht.

Das Fusionsprotein soll nach den Vorstellungen der Forscher auf der Oberfläche der Schleimhaut ein Hydrogel ähnlich einer Wundauflage bilden. Es soll die Bakterien fernhalten und die Ausheilung der Entzündung erleichtern. In einem Tiermodell hat sich die PATCH-Strategie („Probiotic Associated Therapeutic Curli Hybrids“) jetzt als erfolgreich erwiesen.

Eine PATCH-Behandlung schützte Mäuse vor einer Darmentzündung, zu der es normalerweise nach der Gabe von Dextran-Natriumsulfat kommt. Die tägliche rektale Behandlung mit den modifizierten Darmbakterien, die 3 Tage vor der Gabe von Dextran-Natriumsulfat begann, hatte zur Folge, dass sich weniger Schleimhautläsionen bildeten als bei unbehandelten Tieren. Als nächstes wollen die Forscher die PATCH-Strategie bei den Mäusen mit derzeit zur Schubprävention eingesetzten Wirkstoffen wie Aminosalicylsäure (5-ASA) kombinieren. Klinische Studien sind offenbar derzeit nicht geplant. © rme/aerzteblatt.de