02 Grundlagenforschung – Alfred Nissle Gesellschaft fördert Forschung zum Mikrobiom

Escherichia coli Nissle 1917 steigert SCFA und stärkt die Barriere im Mausmodell chronischer entzündlicher Diarrhö

Nikolas Gottschol — Mon, 12 Jan 2026 11:37:14 +0000

Hintergrund

Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen zeigen eine gestörte Mikrobiota und eine verminderte Produktion kurzkettiger Fettsäuren (SCFA). Da eine direkte Supplementierung im Kolon kaum praktikabel ist, wird der Einsatz probiotischer Stämme wie Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) untersucht, die selbst SCFA produzieren und die Ansiedlung anderer SCFA-Bakterien begünstigen können.

Methodik

In einem Mausmodell mit Slc26a3−/− Mäusen wurde die Wirkung einer oralen EcN-Gabe (2 × täglich über 21 Tage) untersucht. Gemessen wurden:

SCFA-Konzentrationen in Caecum und Fäzes,
Expression der Transporter MCT1 und SMCT1,
histologische Marker der Barrierefunktion (Goblet-Zellen, Muc2),
Entzündungsmarker in der Mukosa,
Zusammensetzung des Mikrobioms.

Ergebnisse

SCFA-Produktion: Slc26a3−/− Mäuse hatten stark verringerte SCFA-Werte. Nach EcN-Gabe stiegen die SCFA-Konzentrationen im Caecum signifikant an, insbesondere Acetat, aber auch Propionat und Butyrat. In den Fäzes war vor allem Propionat erhöht.
Transporter: EcN führte zu einer deutlichen Hochregulation von MCT1, während SMCT1 unverändert blieb. Damit wird die Aufnahme von SCFA ins Epithel unterstützt.
Barrierefunktion: EcN erhöhte die Zahl der Becherzellen und die Expression von Muc2, was die Schleimschicht verstärkte. Gleichzeitig normalisierte sich die zuvor erhöhte Expression antimikrobieller Peptide und proinflammatorischer Zytokine.
Mikrobiom: EcN selbst stellte nur einen kleinen Teil der Gesamtflora dar (1–2 %), bewirkte aber eine Vermehrung von SCFA-produzierenden Bakterien (z. B. Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) und eine Abnahme mukolytischer Keime.

Schlussfolgerung

EcN steigert in einem Kolitis-Mausmodell die SCFA-Produktion, insbesondere Acetat, und unterstützt deren Aufnahme. Dies führt zu einer Stärkung der Mukusbarriere, einer Reduktion entzündlicher Prozesse und einer günstigeren Zusammensetzung der Mikrobiota.

Die Ergebnisse sprechen dafür, dass EcN als probiotische Therapie insbesondere in Situationen mit SCFA-Mangel und Dysbiose einen protektiven und entzündungshemmenden Nutzen entfalten kann.

Schutzwirkung von Escherichia coli Nissle 1917 gegen Influenza A

Nikolas Gottschol — Wed, 19 Feb 2025 07:27:07 +0000

Hintergrund

Influenza-A-Virusinfektionen stellen weltweit eine große gesundheitliche Herausforderung dar. Neben der Entwicklung universeller Impfstoffe wird nach Wegen gesucht, sofortigen Schutz in Epidemien zu bieten. Die Studie untersucht die immunmodulatorischen Eigenschaften des probiotischen Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) in der Lunge und seine Schutzwirkung gegen Influenza A in Mäusen.

Ergebnisse für den Wildtyp EcN

Intranasale Verabreichung von EcN aktiviert die angeborene Immunität der Lunge.

Innerhalb eines Tages wurden erhöhte Spiegel antiviraler Zytokine (IFN-α, IFN-β, IFN-γ) in der Lunge nachgewiesen.
Proinflammatorische Zytokine (TNF-α, IL-1β, IL-6) sowie Chemokine (CCL2, CCL5) wurden verstärkt exprimiert.

Schutzwirkung gegen Influenza-Infektion:

Mäuse, die mit EcN vorbehandelt wurden, zeigten eine 100% Überlebensrate nach Infektion mit einer letalen Dosis des H1N1-Virus.
Die Schutzwirkung nahm innerhalb von 14 Tagen ab, korrelierend mit der Zytokinantwort.

Sicherheitsprofil von EcN:

EcN wurde in der Lunge nur vorübergehend (<12h) nachgewiesen und verursachte keine systemischen Infektionen oder Organbelastung.
Nach 7 Tagen klang die lokale Immunaktivierung vollständig ab.

Fazit

Der Wildtyp EcN kann durch nasale Applikation die Immunabwehr der Lunge stimulieren und einen schnellen Schutz gegen Influenza A bieten. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von EcN als probiotisches Mittel zur Prävention respiratorischer Infektionen. Weitere klinische Studien sind erforderlich, um die Wirksamkeit und Sicherheit beim Menschen zu validieren.

Potenzial von Escherichia coli Nissle 1917 in der Behandlung des septischen Schocks

Nikolas Gottschol — Mon, 17 Feb 2025 06:39:52 +0000

Hintergrund

Septischer Schock ist eine schwerwiegende Komplikation, die durch bakterielle Endotoxine ausgelöst wird und zu einer systemischen Entzündungsreaktion sowie Multiorganversagen führt. Die Integrität der Darmbarriere spielt eine zentrale Rolle in der Prävention. Das Probiotikum Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) wurde bereits erfolgreich zur Behandlung chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen eingesetzt und könnte eine vielversprechende Option zur Milderung des septischen Schocks sein.

Mechanismen der Schutzwirkung von EcN

In präklinischen Studien an Mausmodellen wurden drei Hauptmechanismen identifiziert:

Hemmung des NF-κB-abhängigen MLCK-Signalwegs, der für die Stabilität des Darmepithels essenziell ist.
Schutz der Tight Junctions der Darmbarriere über Toll-like-Rezeptor 4 (TLR-4), wodurch die Permeabilität reduziert wird.
Förderung der Produktion kurzkettiger Fettsäuren (SCFAs), die über GPR41- und GPR43-Rezeptoren die Darmbarriere stärken und Entzündungen reduzieren.

Zukünftige Forschung und klinische Relevanz

Trotz vielversprechender Ergebnisse in Tiermodellen besteht weiterer Forschungsbedarf zur Sicherheit und Wirksamkeit bei Menschen. Besonders die mögliche karzinogene Wirkung des colibactin-kodierenden pks-Genclusters im EcN-Genom erfordert eine genauere Untersuchung. Derzeit laufen Experimente zur genetischen
Modifikation von EcN zur gezielten Produktion von SCFAs mit potenziellem therapeutischem Nutzen.

Fazit

EcN könnte als Probiotikum eine bedeutende Rolle in der Behandlung des septischen Schocks spielen, indem es die Darmbarriere stabilisiert und antiinflammatorische Effekte vermittelt. Klinische Studien sind jedoch erforderlich, um die Sicherheit und Effektivität in menschlichen Patienten zu validieren.

NF-KappaB- and AP-1-mediated induction of human beta defensin-2 in intestinal epithelial cells by Escherichia coli Nissle 1917. A novel effect of a probiotic bacterium.

Nikolas Gottschol — Tue, 04 Feb 2025 10:56:20 +0000

In: Infect. Immun. 72 (10), S. 5750–5758.