Diabetische Wunden: Bakterium unterstützt Heilung

Neue Studienergebnisse einer US-amerikanischen Arbeitsgruppe könnten zur Entwicklung topischer Behandlungen für Diabetes-Patienten mit Wunden verwendet werden, die von selbst nicht gut heilen.

Forschungsergebnisse der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania zeigen, dass das Bakterium Alcaligenes faecalis (A. faecalis) die Heilung von schwer zu behandelnden Wunden bei Menschen mit Diabetes fördern kann. Während es viele Studien über potenziell schädliche Bakterien in Wunden gibt, entdeckten die Forschenden, dass A. faecalis, ein Bakterium, das in vielen Arten von chronischen Wunden vorkommt, tatsächlich die Heilung von diabetischen Wunden fördert. Das Team heraus, dass das nützliche Bakterium die Bewegungen der Hautzellen fördert, die für den Wundverschluss wichtig sind, indem es Enzyme hemmt, die bei Menschen mit Diabetes übermäßig produziert werden. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Die Aufdeckung der Mechanismen, die hinter der Förderung der Heilung durch A. faecalis stehen, könnten dazu beitragen, neue Behandlungen für diabetische Wunden zu finden. „Diese Forschung baut stark auf unseren früheren Untersuchungen auf, bei denen wir ein Profil der Bakterien in diabetischen Fußgeschwüren erstellt und untersucht haben, wie diese Bakterien die Heilungsergebnisse beeinflussen“, so Dr. Elizabeth Grice. „Wir hatten nicht erwartet, dass ein Bakterium in der Lage sein würde, die Heilung zu fördern, aber dieser überraschende Befund motivierte uns zu weiteren Untersuchungen von A. faecalis.“

Vermehrte Proliferation von Keratinozyten

Um zu verstehen, wie A. faecalis die Wundheilung bei Diabetes beeinflusst, führten die Forschenden verschiedene Tests mit diabetischen Mäusen, ihren Hautzellen und menschlichen Hautproben von Diabetikern durch. Zunächst stellten sie fest, dass die Inokulation von A. faecalis bei diabetischen Mäusen, die Wundheilungsstörungen aufweisen, zu einer beschleunigten Wundheilung ohne Anzeichen einer Infektion führte.

Als Nächstes stellten sie fest, dass die Einführung von A. faecalis in Wunden dazu führte, dass Keratinozyten, der vorherrschende Zelltyp für die Wundheilung in der Epidermis, stärker proliferierten und einwanderten, um die Wunde zu schließen, als die unbehandelten Zellen. Außerdem wurden Hautproben von Diabetikern mit A. faecalis kultiviert, und nach 10 Tagen wiesen die Proben mit dem Bakterium ein statistisch signifikant größeres Wachstum von Keratinozyten auf.

Bakterium aktiviert Immunzellen

Die Forschenden stellten fest, dass bei Mäusen, deren Wunden mit A. faecalis behandelt worden waren, Gene aktiviert wurden, die mit der Aktivierung von Leukozyten einschließlich T-Zellen zusammenhängen, die für die Abwehr des Immunsystems wichtig sind. Außerdem wurden Gene herunterreguliert, die für den Kollagenabbau verantwortlich sind, insbesondere Enzyme namens Matrix-Metalloproteinasen (MMPs). Wichtig ist, dass bei Menschen mit Diabetes zu viele MMPs vorhanden sind, die nachweislich die Wundheilung behindern. Die Studie konzentrierte sich insbesondere auf MMP-10, das von Keratinozyten exprimiert wird und in Wunden, die mit A. faecalis behandelt wurden, vermindert war.

„MMPs sind notwendige Enzyme, die Verbindungen zwischen Zellen abbauen, damit sich Zellen bewegen können. Es ist jedoch bekannt, dass die MMPs bei Patienten mit Diabetes in viel höherem Maße vorhanden sind“, so Ellen K. White. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass A. faecalis die MMP-Expression in Wunden wieder ins Gleichgewicht bringt, was einen schnelleren Wundverschluss ermöglicht. Wir hoffen, in zukünftigen Studien mehr darüber zu erfahren, wie das Bakterium mit den Hautzellen kommuniziert und wie A. faecalis mit anderen Bakterien in der Wunde interagiert.“

Entwicklung bakteriell basierter Wundtherapien

Diese neue Forschung zeigt Bereiche auf, in denen Wissenschaftler potenzielle Therapeutika erforschen können. Indem sie sich nicht nur auf die Mikroben konzentrieren, die am chronischen Wund- und Heilungsprozess beteiligt sind, sondern auch auf ihre spezifischen Interaktionen, könnten die Wissenschaftler versuchen, mehr Optionen für die Wundversorgung zu entwickeln.

„Bakteriell basierte Wundtherapien sind ein aufregendes neues Gebiet“, so Grice. „Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, unsere Erkenntnisse und zukünftige Arbeiten zum Wundmikrobiom zu nutzen. Es könnte möglich sein, die heilungsfördernden Moleküle, die von A. faecalis abgesondert werden, zu isolieren oder die Wege, die den Wirkungen des Bakteriums nachgeschaltet sind, gezielt zu beeinflussen. Je besser wir den gesamten Prozess verstehen, desto wahrscheinlicher ist es, dass wir unsere Erkenntnisse nutzen können, um Patienten mit Wund- und Hautreparaturproblemen zu helfen.“