Zebrafisch-Embryonen können bakterielle Infektionen beseitigen, bevor sie ihr Immunsystem ausbilden

Einer Forschergruppe ist es gelungen, zu filmen, wie sich ein wenige Tage alter Zebrafischembryo gegen eine mögliche bakterielle Infektion verteidigt. Dies zeigt seine Fähigkeit , bakterielle Infektionen zu beseitigen, bevor er sein Immunsystem ausbildet.

Dies belegen Forschungsarbeiten unter der Leitung des Barcelona Institute of Molecular Biology (IBMB) des spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC) und des Bellvitge Biomedical Research Institute (IDIBELL).

In der in der Fachzeitschrift „Cell Host and Microbe“ veröffentlichten Studie zeigten Forscher, wie Zebrafischembryonen Zellen auf ihrer Oberfläche, sogenannte Epithelzellen, nutzen, um Bakterien durch einen Prozess namens Phagozytose aufzunehmen und zu zerstören, der dem von weißen Blutkörperchen ähnelt. Die Studie zeigte auch, dass diese Fähigkeit zur Bakterieneliminierung auch bei menschlichen Embryonen vorhanden ist.

Mithilfe modernster Mikroskopietechniken zeigt die Forschung, wie Zellen Bakterien wie Escherichia coli und Staphylococcus aureus durch winzige Ausstülpungen in ihrer Membran einfangen, an denen das Protein Aktin beteiligt ist.

„Unsere Forschung zeigt, dass Embryonen zu Beginn der Entwicklung – vor der Einnistung in die Gebärmutter und vor der Organbildung – bereits über ein Abwehrsystem verfügen, das es ihnen ermöglicht, bakterielle Infektionen zu beseitigen“, bemerkt Esteban Hoijman, Forscher am IBMB-CSIC und IDIBELL und Leiter der Forschung.

Dieser Prozess, so die Forschung, funktioniert als Phagozytosemechanismus, aktiviert Immungene in diesen Zellen, eliminiert Bakterien effektiv und trägt im Falle einer Infektion zu einer ordnungsgemäßen Embryonalentwicklung bei. „Dieses System könnte den Ursprung der Immunität darstellen. Die Studie zeigt die erste Interaktion zwischen dem neu gebildeten Organismus und seiner biologischen Mikroumgebung“, ergänzt Hoijman, Leiter des Embryonic Cell Bioimaging Laboratory.

An der Forschung waren Forscher des Center for Genomic Regulation (CRG) in Barcelona, ​​der Universität Pompeu Fabra (UPF), des Instituts für Bioengineering von Katalonien (IBEC), der Universität Barcelona (UB), des Universitätsklinikums Dexeus und des ICREA beteiligt.

Forscher erklären, dass Embryonen zu Beginn ihrer Entwicklung zahlreichen Veränderungen in ihrer Umgebung ausgesetzt sind, die eine Bedrohung darstellen können, da sie noch nicht über das Immunsystem verfügen, das sie schützt.

Infektionen der Gebärmutter sind weit verbreitet und werden mit Unfruchtbarkeit in Verbindung gebracht. Bisher war jedoch unbekannt , wie ein Embryo auf Bakterien reagiert . Diese Arbeit zeigt, dass die Immunabwehr eines Embryos lange vor der Entstehung weißer Blutkörperchen beginnt und „könnte uns in Zukunft helfen, die Fruchtbarkeit zu verbessern, embryonale Fehlbildungen zu verhindern und neue Reproduktionstherapien zu entwickeln“, erklärt Hoijman.

In diesem Sinne macht diese Entdeckung auch ein genaueres Verständnis der Bakterienpopulation erforderlich, die die Gebärmutter besiedeln kann. Dabei muss zwischen Eindringlingen (und potenziellen Krankheitserregern) und potenziellen ansässigen Bakterien unterschieden werden, die sich günstig auf die Fortpflanzungsphysiologie auswirken könnten.