Mikrobiota, Dysbiose und mukosale Immunhomöostase

Das mukosale Immunsystem entwickelt und agiert im ständigen Dialog mit den Billionen von Mikroben, die den Darm und andere Barriereoberflächen besiedeln. Die residente Mikrobiota trägt dazu bei, die Immunentwicklung zu steuern, Immunantworten zu kalibrieren und die Homöostase aufrechtzuerhalten, während das Immunsystem wiederum die mikrobielle Gemeinschaft formt; eine Störung dieses Gleichgewichts, Dysbiose genannt, wird mit immunvermittelten Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Definition

Die Mikrobiota ist die Gemeinschaft von Mikroorganismen, die Schleimhautoberflächen besiedeln; in der Immunologie bezeichnet sie die kommensalen Mikroben, die die Entwicklung und Homöostase der mukosalen Immunität mitregulieren, deren gestörte Zusammensetzung oder Funktion als Dysbiose bezeichnet wird.

Scope

Dieses Thema behandelt, wie kommensale Mikroben und ihre Metaboliten die mukosale Immunität formen, das Konzept der Wirt-Mikrobiota-Homöostase und die Vorstellung von Dysbiose als gestörtes mikrobiell-immunologisches Gleichgewicht. Es ist ein Referenzeintrag in der mukosalen Immunologie und keine klinische Leitlinie.

Core questions

• Wie prägt die Mikrobiota die Entwicklung und Funktion der mukosalen Immunität?
• Wie beeinflussen mikrobielle Metaboliten Immunzellen an Barriereoberflächen?
• Wie erhält das Immunsystem die Homöostase mit kommensalen Mikroben aufrecht?
• Was ist Dysbiose und wie hängt sie mit immunvermittelten Erkrankungen zusammen?

Key concepts

• Kommensale Mikrobiota
• Wirt-Mikrobiota-Homöostase
• Kurzkettige Fettsäuren
• Induktion regulatorischer T-Zellen
• Kolonisierungsresistenz
• Dysbiose
• Immuninstruktion durch Mikroben

Mechanisms

Kommensale Mikroben und ihre Produkte werden vom mukosalen Immunsystem wahrgenommen und tragen zur Immunreifung bei, einschließlich der Induktion von regulatorischen und Effektorzellpopulationen sowie der Produktion von IgA. Mikrobielle Metaboliten, insbesondere kurzkettige Fettsäuren, die durch Fermentation von Ballaststoffen entstehen, wirken auf Immun- und Epithelzellen; zum Beispiel fördern sie die Homöostase der kolorektalen regulatorischen T-Zellen. Die Mikrobiota bietet auch eine Kolonisierungsresistenz gegenüber Pathogenen, während das Immunsystem durch sekretorisches IgA und antimikrobielle Peptide die mikrobielle Gemeinschaft einschränkt und organisiert. Diese wechselseitige Regulation erhält die Homöostase, und ihre Störung, die Dysbiose, ist mit entzündlichen und immunvermittelten Erkrankungen assoziiert, obwohl die kausale Richtung oft komplex ist.

Clinical relevance

Mikrobiota-Immun-Interaktionen sind bei entzündlichen Darmerkrankungen, Allergien und anderen immunvermittelten Erkrankungen involviert und begründen das Interesse an mikrobiom-zielgerichteten Ansätzen; dies ist ein Bereich aktiver Forschung und keine etablierte klinische Praxis. Der Eintrag beschreibt Mechanismen und Assoziationen zu Referenzzwecken und ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

History

Nachdem keimfreie Tiermodelle zeigten, dass sich das Immunsystem ohne Mikroben nicht normal entwickelt, rückte die Mikrobiota in den Mittelpunkt der mukosalen Immunologie. Nachfolgende Arbeiten definierten spezifische mikrobielle Einflüsse auf T-Zellpopulationen, identifizierten Metaboliten wie kurzkettige Fettsäuren als Mediatoren und fassten Dysbiose als eine Störung des mikrobiell-immunologischen Gleichgewichts auf, die für Krankheiten relevant ist.

Debates

Ist Dysbiose eine Ursache oder eine Folge immunvermittelter Erkrankungen?

Veränderte mikrobielle Gemeinschaften sind konsistent mit entzündlichen und immunvermittelten Erkrankungen assoziiert, aber die Unterscheidung, ob Dysbiose die Krankheit antreibt oder aus der veränderten Immun- und Entzündungsumgebung resultiert, bleibt schwierig und ist eine aktive Forschungsfrage.

Key figures

• Yasmine Belkaid
• Lora Hooper
• Dan Littman
• Kenya Honda
• Wendy Garrett

Seminal works

• hooper-2012
• belkaid-2014
• smith-2013
• honda-2016

Frequently asked questions

Wie beeinflusst die Mikrobiota das Immunsystem?

Kommensale Mikroben und ihre Metaboliten steuern die Entwicklung und Kalibrierung der mukosalen Immunität, zum Beispiel durch die Förderung von regulatorischen und Effektorzellen sowie der IgA-Produktion und durch die Bereitstellung von Kolonisierungsresistenz gegenüber Pathogenen.

Was ist Dysbiose?

Dysbiose ist eine Störung in der Zusammensetzung oder Funktion der Mikrobiota im Verhältnis zu einem gesunden Gleichgewicht; sie ist mit immunvermittelten und entzündlichen Erkrankungen assoziiert, obwohl oft unklar bleibt, ob sie eine Ursache oder eine Folge ist.