Eine besondere Rolle bei der Besiedlung des Verdauungstraktes spielt das Candida albicans-Toxin

Candida albicans ist ein Pilz, der natürlicherweise im Verdauungstrakt der meisten Menschen vorkommt. Allerdings ist der Pilz nicht immer harmlos. Dies kann zu leichten bis schweren Infektionen im gesamten Körper führen. Bei diesen Infektionen ist ein Toxin, Candidalysin, beteiligt. Insbesondere bei Vaginalinfektionen scheint es eine zentrale Rolle zu spielen.

Ein Team des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI) hat gemeinsam mit Forschern der Brown University in den USA herausgefunden, dass das Toxin auch bei der Besiedlung des Verdauungstrakts eine wichtige Rolle spielt. Ihre Studie wurde veröffentlicht in Natur.

„In unserer Studie haben wir uns auf Candida albicans und die Bedeutung seines Toxins Candidalysin konzentriert. Der Pilz ist ein natürlicher Teil des menschlichen Mikrobioms und koexistiert mit vielen anderen Mikroorganismen wie Bakterien in unserem Magen-Darm-Trakt“, erklärt Richard Bennett, Professor an der Brown University . Universität von Providence, Rhode Island.

C. albicans vermehrt sich in zwei verschiedenen Wachstumsformen: einer runden Hefeform und einer länglichen Hyphenform. „Frühere Studien an Mäusen haben gezeigt, dass die Hefeform für die Besiedlung des Darms vorteilhaft ist“, erklärt Bernhard Hube. Er leitet eine Abteilung am Leibniz-HKI und ist Professor an der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

„Der Pilz entfaltet seine pathogene Wirkung vor allem in der Hyphenform. Diese Form schüttet Candidalysin aus und schädigt so die Wirtszellen“, erklärt Hube. „Wenn C. albicans vor allem als Darmbesiedler, also als Rundhefe, existiert, warum sind dann fast alle Isolate des Pilzes in der Lage, Hyphen zu bilden? Welcher Selektionsdruck sorgt dafür, dass Pilze die Fähigkeit zur Hyphenbildung nicht verlieren?“

Vergleichsstudien an Mäusen mit vollständigem Mikrobiom und einem antibiotikareduzierten Mikrobiom zeigen nun, dass die bisherige Hypothese, dass die Hefeform besser für die Besiedlung geeignet sei, überdacht werden muss. Sobald eine komplexe Bakteriengemeinschaft vorhanden ist, nutzt C. albicans sowohl Hefe- als auch Hyphenformen, um den Darm effektiv zu besiedeln. Aber warum ist die Form von Hyphen vorteilhaft, wenn Bakterien vorhanden sind?

„Erst in Form von Hyphen produziert der Pilz das Toxin Candidalysin, das antibakteriell wirkt. Dadurch kann die Hyphenform mit Bakterien im Magen-Darm-Trakt konkurrieren. Das Toxin hemmt den Stoffwechsel und damit die Vermehrung von Bakterien. Dadurch entsteht der Pilz.“ ein Wettbewerbsvorteil.

„Die mit der Hyphenbildung verbundene Freisetzung von Candidalysin trägt daher wahrscheinlich dazu bei, dass der Pilz ein so effektiver Besiedler des Menschen ist. Dies könnte erklären, warum die Hyphenform von C. albicans auch bei der Besiedlung des Darms so wichtig ist“, sagt Hube. Ist die Hyphenbildung blockiert, kann sich der Pilz auch weniger gut im Darm ansiedeln.

„Der Pilz hat das Toxin also nicht in erster Linie entwickelt, um menschliche Zellen zu schädigen, sondern um mit Bakterien auf den Schleimhäuten konkurrieren zu können“, erklärt Hube.

Forscher wollen die Interaktion zwischen Pilzen und Bakterien und ihre Auswirkungen auf den Wirt genauer untersuchen. „Der Exzellenzcluster ‚Balance of the Microverse‘ an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, der sich auf mikrobielle Interaktionen konzentriert, bietet uns hierfür ein ideales Umfeld“, sagt Hube.