Schützende Wirkung von Saccharomyces boulardii auf die intestinale Mukosabarriere bei Dextran-Natrium-Sulfat-induzierter Kolitis bei Mäusen
Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED), einschließlich Colitis ulcerosa (CU) und Morbus Crohn (MC), sind durch chronische Entzündungen des Darms gekennzeichnet. Während CU auf die Kolonschleimhaut beschränkt ist, betrifft MC die gesamte Darmwand und kann zu Komplikationen wie Fisteln oder Stenosen führen. Obwohl die Pathogenese von CED unklar bleibt, spielt die Darmflora eine zentrale Rolle. Die intestinale Mukosabarriere, bestehend aus einer einzelligen Epithelschicht, verhindert das unkontrollierte Eindringen von Bakterien. Eine Störung dieser Barriere löst eine deregulierte Immunantwort aus, die an der CED-Entstehung beteiligt ist. Probiotika werden in der CED-Therapie eingesetzt, doch die Rolle von Hefeprobiotika wie Saccharomyces boulardii (Sb) ist unklar. Diese Studie untersuchte die Wirkung von Sb auf die Kolitis und Darmflora in einem Dextran-Natrium-Sulfat (DSS)-induzierten Kolitis-Mausmodell.
Methoden
Sechs Wochen alte männliche C57BL/6J-Mäuse (n = 40) wurden in fünf Gruppen eingeteilt: Normalgruppe (A), pathologische Kontrollgruppe (B), Sb-Behandlungsgruppe (C), Mesalazin-Gruppe (D) und Kombinationsgruppe (E). Gruppen B–E erhielten 7 Tage lang 2,5 % (Gew./Vol.) DSS im Trinkwasser. Gruppe A erhielt gereinigtes Wasser. Die Gruppen C–E wurden zweimal täglich mit Sb (0,46 mg/g/Tag), Mesalazin (0,605 mg/g/Tag) oder einer Kombination behandelt. Der Krankheitsaktivitätsindex (DAI) wurde täglich anhand von Gewichtsverlust, Stuhlkonsistenz und Blutbeimengungen bewertet. Nach sieben Tagen wurden Blut und Kolongewebe entnommen.
Ergebnisse
Krankheitsaktivitätsindex und histologische Bewertung
Der DAI war in Gruppe B (2,708 ± 0,628) signifikant höher als in Gruppe A (0,458 ± 0,173; P < 0,001). Sb (Gruppe C: 1,542 ± 0,616; P = 0,005) und Mesalazin (Gruppe D: 1,833 ± 0,713; P = 0,031) reduzierten den DAI signifikant. Die Kombinationstherapie (Gruppe E: 2,292 ± 0,825) zeigte keine signifikante Verbesserung (P = 0,392). Histologisch wies Gruppe B schwere Entzündungen mit Kryptenverzerrungen auf. Die Behandlungsgruppen C–E zeigten geringere histologische Scores (Gruppe C: 4,750 ± 1,832; P = 0,005; Gruppe D: 4,125 ± 0,991; P = 0,001; Gruppe E: 6,250 ± 2,550; P = 0,033).
Expression von Tight-Junction-Proteinen
Die Expression von Zonula occludens-1 (ZO-1) und Occludin war in Gruppe B reduziert. Sb erhöhte die Expression signifikant (ZO-1: 4,225 ± 1,316; P = 0,019; Occludin: 3,525 ± 1,047; P = 0,023). Ähnliche Effekte zeigten sich in Gruppen D und E.
Entzündungszytokine
Die TNF-α- und IL-8-Spiegel waren in Gruppe B (TNF-α: 716,323 ± 44,691 ng/l; IL-8: 128,992 ± 11,475 pg/ml) signifikant erhöht im Vergleich zu Gruppe A (TNF-α: 509,776 ± 99,409 ng/l, P = 0,001; IL-8: 103,734 ± 18,646 pg/ml, P = 0,016). Sb reduzierte die Werte signifikant (TNF-α: 521,740 ± 90,121 ng/l; IL-8: 106,283 ± 15,906 pg/ml; P ≤ 0,012).
Ultrastrukturelle Veränderungen
In Gruppe B waren Tight Junctions unterbrochen, Mikrovilli irregular und der interzelluläre Raum vergrößert. Sb erhielt die Tight Junctions und verbesserte die Mikrovilli-Struktur. Mesalazin zeigte ähnliche Effekte, jedoch blieb der interzelluläre Raum erweitert.
Darmflora-Analyse
DSS erhöhte den Proteobacteria-Anteil und reduzierte Firmicutes. Sb steigerte Bacteroidetes und die S24-7-Familie signifikant. Die lineare Diskriminanzanalyse (LEfSe) bestätigte eine spezifische Hochregulierung von S24-7 durch Sb.
Diskussion
Sb schützt die intestinale Mukosabarriere bei DSS-induzierter Kolitis durch Reduktion entzündlicher Zytokine, Erhalt der Tight Junctions und Modulation der Darmflora. Die antiinflammatorische Wirkung könnte auf einer Hemmung der NF-κB- und MAPK-Signalwege beruhen. Die spezifische Förderung der S24-7-Familie, die an der Polysaccharid-Degradierung beteiligt ist, könnte die Darmhomöostase unterstützen. Die Kombination mit Mesalazin zeigte keine synergistische Wirkung, möglicherweise bedingt durch pH-abhängigen Mesalazin-Abbau oder kurze Behandlungsdauer.
Fazit
Sb ist in der Akutbehandlung der DSS-induzierten Kolitis ebenso wirksam wie Mesalazin. Die Hochregulierung der S24-7-Familie unterstreicht einen potenziellen Mechanismus. Weitere Studien sollten Langzeiteffekte und Interaktionen mit CED-Medikamenten untersuchen.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000364