Buttersäure aus dem Hühnerdarm könnte Antibiotika in der Geflügelhaltung ersetzen

Salmonellen und krankmachende Escherichia-coli-Stämme verursachen in der Geflügelhaltung immer wieder schwere Ausbrüche. Antibiotika bekämpfen diese Infektionen zunehmend schlechter, weil Resistenzen sich ausbreiten und die Behandlung erschweren. Ein Team um Prof. Shahriar Behboudi von der University of Bristol hat nun einen anderen Ansatz getestet: Es programmiert die Immunzellen der Hühner selbst um, damit sie Bakterien effektiver töten, noch bevor eine Infektion überhaupt entsteht.

Natriumbutyrat trifft Immunzellen im richtigen Moment

Die Forscher:innen arbeiteten mit primären Immunzellen von Hühnern und mit Zelllinien. Sie setzten sich entwickelnde Makrophagen, also Fresszellen der angeborenen Immunabwehr, Natriumbutyrat aus. Diese kurzkettige Fettsäure bildet sich natürlicherweise im Darm durch Bakterien und dient dort normalerweise als Energiequelle für Darmzellen.

Der Zeitpunkt entschied über den Erfolg. Nur wenn das Team die Substanz während der frühen, noch formbaren Entwicklungsphase der Makrophagen einsetzte, verbesserte sich später deren Fähigkeit zur Bakterienabwehr. Behandelten die Forscher:innen bereits ausgereifte Zellen, blieb der Effekt vollständig aus. Wer Natriumbutyrat gegen bakterielle Infektionen bei Geflügel einsetzen will, muss also nicht nur den richtigen Stoff wählen, sondern auch den richtigen Moment treffen. Für eine praktische Anwendung im Stall wäre dieses enge Zeitfenster eine zentrale Hürde.

Ein Molekül gegen mehrere Erregerarten

Die umprogrammierten Makrophagen bekämpften nicht nur einen einzigen Erreger besser. Sie töteten mehrere Stämme von Escherichia coli und Salmonellen ab, außerdem Pseudomonas aeruginosa und Staphylococcus aureus. Das Team erklärt diesen breiten Effekt mit zwei Mechanismen: Die Zellen bildeten mehr reaktive Sauerstoffspezies, aggressive Sauerstoffverbindungen, die Mikroorganismen direkt schädigen. Gleichzeitig verstärkte sich die Autophagie, ein Abbauprozess, bei dem die Zelle eingedrungene Erreger einschließt und zerlegt.

Andere bekannte Trainingsreize für die angeborene Immunabwehr lösen dabei meist starke Entzündungen aus, die selbst Gewebeschäden verursachen können. Natriumbutyrat schlägt einen anderen Weg ein: Es steigert die Bakterienabwehr, ohne das Gewebe mit einer entsprechend heftigen Entzündungsreaktion zu belasten.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass trainierte Immunität ein viel breiteres Spektrum an Phänotypen umfasst als bisher angenommen“, sagt Behboudi. Ein natürlicher Darmmetabolit könne Immunzellen über einen nicht entzündlichen Weg programmieren und so neue Möglichkeiten eröffnen, die Tiergesundheit zu verbessern, ohne die Nebenwirkungen übermäßiger Entzündung in Kauf zu nehmen.

Vom Reagenzglas in den Hühnerstall

Bis zur praktischen Anwendung fehlt allerdings noch ein entscheidender Schritt. Die Ergebnisse stammen aus Versuchen mit isolierten Zellen, nicht aus Studien an lebenden Tieren. Ob sich das kurze Entwicklungsfenster der Immunzellen im Tier gezielt ansteuern lässt und ob die Umprogrammierung dort ebenso zuverlässig funktioniert, muss sich erst noch zeigen.

Dr. James Adams von der University of Surrey, Erstautor der Studie, betont trotzdem die Dringlichkeit: Bakterielle Krankheiten schaden der Tiergesundheit und dem Tierwohl in der Geflügelhaltung, verursachen wirtschaftliche Verluste und gefährden die Lebensmittelversorgung. Zunehmende Resistenzen erschweren die Bekämpfung dieser Infektionen zusätzlich. Neue Wege wie die Immunumprogrammierung könnten diesen Druck langfristig mindern, auch wenn bis zum Einsatz im Stall noch Forschungsarbeit ansteht.

via University of Bristol