Ein potenzielles Wirkstoffziel für CED und Darmkrebs

Ein potenzielles Wirkstoffziel für CED und Darmkrebs
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Laut einer neuen in Nature veröffentlichten Studie führt ein einzelnes Sulfatase-Enzym zum Abbau von Schleim, der die Darmschleimhaut schützt, und führt schließlich zu entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) und Darmkrebs.

Mehrere Aspekte der Darmgesundheit und -erkrankung, einschließlich entzündlicher Darmerkrankungen und Darmkrebs, werden stark von der menschlichen Darmmikrobiota beeinflusst. Abgesonderter Schleim im Dickdarm bildet eine Barriere zwischen Darmmikroben und der Darmschleimhaut und schränkt den engen Kontakt ein, der zu verschiedenen Erkrankungen beitragen kann.

Mucin-Glykoproteine, der Hauptbestandteil von Schleim, können von einigen Darmbakterien als Nahrungsquelle verwendet werden. Es ist jedoch nicht bekannt, welche bakteriellen Enzyme den Abbau der komplexen O-Glykane in Mucinen auslösen.

Trotz der Bedeutung von Sulfatasen in vielen biologischen Prozessen, einschließlich Krankheiten, wollten die Forscher eines Konsortiums von Universitäten, darunter der University of Liverpool, der University of Göteborg und der University of Michigan, eine erhebliche Wissenslücke über ihre Spezifität und Mechanismen schließen .

Mucin 2, ein Glykoprotein, ist ein wichtiger Bestandteil des Darmschleims. Die Glykosylierung von Muzin variiert entlang des Magen-Darm-Trakts, wobei die Sulfatierung im Dickdarm, insbesondere im distalen Dickdarm, zunimmt.

Um die komplexen O-Glykane, die in Mucinen vorkommen, zu verdauen, haben einige menschliche Darmbakterien komplizierte Arsenale abbauender Enzyme entwickelt, einschließlich Sulfatasen.

Die Forscher konnten zeigen, dass Sulfatasen für die Aufnahme von distalen Dickdarm-Mucin-O-Glykanen durch das kommensale Bacteroides thetaiotaomicron des menschlichen Darms benötigt werden, indem sie die Aktivität von 12 verschiedenen Sulfatasen analysierten.

Den Ergebnissen zufolge hat B. thetaiotaomicron eine starke Fähigkeit, auf stark sulfatiertem Dickdarmschleim und Sulfatasen zu wachsen, die in der Lage sind, Sulfatgruppen in allen Umgebungen zu eliminieren, in denen sie in Mucin bekannt sind. Überraschenderweise entdeckten die Forscher, dass eine einzelne kritische Sulfatase eine überproportionale Rolle bei der Entwicklung von Dickdarm-Mucin O-Glykan spielt.

Die Daten legen nahe, dass aktive Sulfatasen sowohl bei der normalen Kolonisation als auch bei der Entzündung eine wichtige Rolle spielen.

Da sich die Mucin-Glykan-Strukturen bei Säugetierwirten unterscheiden, müssen diese entscheidenden Prozesse möglicherweise beim Menschen bestätigt werden.

Diese Ergebnisse werden dazu beitragen, zukünftige Forschungen zu leiten, um diesen komplexen Enzymweg zu verhindern und möglicherweise die Mucin-abbauenden Aktivitäten in Bakterien zu begrenzen, die Krankheiten wie CED verursachen.

Quelle: Natur, DOI: 10.1038 / s41586-021-03967-5

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