Einfluss lebensmittelrelevanter Sulfonate auf die Förderung von colitogenen Darmbakterien

Projektleitung: Dr. Annett Braune
Mitarbeiterin: Anke Gühler

Das intestinale Mikrobiom ist für die Entwicklung und Funktion des Immunsystems von großer Bedeutung. Störungen im Zusammenspiel von intestinaler Mikrobiota und mukosalem Immunsystem können entzündliche Darmerkrankungen hervorrufen. Inwiefern eine gestörte Mikrobiota zu Entzündungsprozessen im Darm beitragen kann, ist bisher nicht vollständig geklärt. Nachgewiesen ist jedoch, dass die verstärkte Vermehrung potentiell pathogener Darmbakterien in einem suszeptiblen Wirt zu Darmentzündungen führen kann.

Die Nahrung stellt die Hauptquelle für bakterielle Substrate im Darm dar und beeinflusst somit die Zusammensetzung und Aktivität der intestinalen Mikrobiota. Bei Mäusen hat sich gezeigt, dass ein hoher Anteil gesättigter Fettsäuren im Futter das Wachstum des entzündungsfördernden Bakteriums Bilophila wadsworthia anregt. Ursache hierfür ist eine Verschiebung des Gallensäurespektrums in Richtung eines höheren Anteils von Taurin-Konjugaten. Die Sulfonyl-Gruppe des Taurins liefert Sulfit, das von B. wadsworthia als Elektronenakzeptor genutzt und zu Sulfid reduziert wird.

Im Rahmen des vorliegenden Projekts untersuchen wir, ob sulfonierte Verbindungen in der Nahrung, wie Sulfoquinovosyldiacylglycerole (SQDG), die als Bestandteil von Chloroplastenmembranen hauptsächlich mit Blattgemüse aufgenommen werden, zum Reservoir von Sulfonaten beiträgt, zur Sulfidproduktion im Darm führt und das Wachstum colitogener Bakterien wie B. wadsworthia stimuliert (Abb. 1). Dabei wollen wir zunächst klären, in welchem Ausmaß Sulfonate in der Nahrung, insbesondere SQDG und Sulfoquinovose, durch die Darmmikrobiota des Menschen weiter abgebaut werden. In Escherichia coli wurde kürzlich ein Stoffwechselweg entdeckt, über den Sulfoquinovose zu 2,3-Dihydroxypropan-1-sulfonat abgebaut wird. Sulfoquinovose könnte somit als Sulfonatquelle im Darm dienen.

Außerdem wollen wir herausfinden, ob und wie neben B. wadsworthia auch andere Bakterien zur Bildung von Sulfid aus mit der Nahrung aufgenommenen Sulfonaten beitragen können und ebenfalls entzündungsfördernde Eigenschaften besitzen. Bakterien, die dazu befähigt sind, werden wir isolieren und ihre Abbauwege bei der Sulfonatverwertung aufklären.