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Abstract
Morbus Crohn (CD) ist mit einer Darmdysbiose verbunden, die durch ein verändertes Mikrobiom nachgewiesen wird, das dicke Biofilme auf dem Epithel bildet. Zusätzlich werden adhärent-invasive E. coli (AIEC) -Stämme häufig aus ilealen Läsionen von CD-Patienten isoliert, was auf eine mögliche Rolle dieser Stämme bei der Pathogenese von Krankheiten hinweist.
Die Zusammensetzung und Eigenschaften des Wirtsmikrobioms werden von Umweltfaktoren, insbesondere der Ernährung, beeinflusst. Polysaccharide, die Lebensmitteln als Emulgatoren, Stabilisatoren oder Füllstoffe zugesetzt werden, wurden mit bakterienassoziierten Darmerkrankungen in Verbindung gebracht.
Der eskalierende Verbrauch von Polysacchariden in westlichen Diäten entspricht einer erhöhten Inzidenz von CD im letzten 20. Jahrhundert. In dieser Studie wurde die Wirkung eines Polysaccharid-Panels auf die Haftfähigkeit des CD-assoziierten AIEC-Stammes LF82 analysiert, um festzustellen, ob diese Lebensmittelzusatzstoffe krankheitsassoziierte bakterielle Phänotypen fördern. Maltodextrin (MDX), ein aus Stärkehydrolyse gewonnenes Polysaccharid, verstärkte die LF82-spezifische Biofilmbildung deutlich. Die Biofilmbildung mehrerer anderer E. coli-Stämme wurde ebenfalls durch MDX gefördert. Die MDX-induzierte Bildung von E. coli-Biofilmen war unabhängig von der Länge der Polysaccharidkette, was auf eine Anforderung an den MDX-Metabolismus hinweist.
Die MDX-Exposition induzierte eine Pili-Expression vom Typ I, die für die MDX-verstärkte Biofilmbildung erforderlich war. MDX erhöhte auch die bakterielle Adhäsion an menschliche Darmepithelzell-Monoschichten in einem Mechanismus, der von Typ-1-Pili abhängt und vom zellulären Rezeptor CEACAM6 unabhängig ist, was auf einen neuen Mechanismus der Epithelzelladhäsion hinweist.
Die Analyse von Schleimhaut-assoziierten Bakterien von Personen mit und ohne CD zeigte eine erhöhte Prävalenz von malX, einem für den MDX-Metabolismus essentiellen Gen, das ausschließlich im Ileum von CD-Patienten vorkommt.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die allgegenwärtige Nahrungskomponente MDX die Adhäsion von E. coli verbessert und einen Mechanismus nahe legt, durch den westliche Diäten, die reich an spezifischen Polysacchariden sind, die Dysbiose von Darmmikroben fördern und zur Krankheitsanfälligkeit beitragen können.