Nanopartikel in Lebensmitteln: Einfluss auf's Mikrobiom


  • Dr. Nicola Siegmund-Schultze
  • Studien – kurz & knapp
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Kernbotschaften

Lebensmittelinhaltsstoffe mit Nanogröße, also einem Durchmesser zwischen 10 und 100 nm, binden sich an natürliche Magen-Darm-Bakterien des Menschen, etwa an Laktobazillen, Bifidobakterien oder Enterobakterien wie Escherichia coli. Nanoteilchen, die sich als Hüllschicht um pathogene Keime legen, zum Beispiel Listeria monocytogenes oder Helicobacter pylori, vermindern deren Adhäsion a n 3-dimensionale Organoide menschlicher Gewebe und damit möglicherweise auch die Infektiösität der Bakterien. Andererseits schützen die Nanopartikelhüllen auch Bakterien vor der menschlichen Immunabwehr.

Hintergrund

Das Mikrobiom im Gastrointestinaltrakt ist wesentlich für die Gesundheit, unter anderem hält es eine funktionierende Darmbarriere aufrecht. Das Mikrobiom kommt ständig in Kontakt mit Nahrungsstoffen, auch mit Nanopartikeln. Sie sind in Lebensmitteln enthalten: entweder als natürliche Bestandteile, in Casein zum Beispiel als Mizellen, in Nüssen oder auch in Bier, aber auch in Lebensmittelzusätzen wie Stabilisatoren. Bislang war wenig darüber bekannt, wie Nanopartikel aus der Nahrung mit dem Mikrobiom in Wechselwirkung treten. Dieser Frage sind Forscher unter Federführung der Universitätsmedizin Mainz nachgegangen.

Design

  • Isolierung und Charakterisierung von Nanopartikeln (10-100 nm Durchmesser) als natürlichen Bestandteilen von Lebensmitteln wie Bier
  • Verwendung von gut charakterisierten technischen Nanopartikeln
  • Untersuchung der Interaktionen von Nanopartikeln mit menschlichen Zellen und 3-dimensionalen Organoiden im Labor durch licht-, fluoreszenz- und elektronenmikroskopische Methoden
  • Untersuchung mit Immunhistochemie

Hauptergebnisse

Nanopartikel natürlicher und nicht-natürlicher Herkunft treten mit Laktobazillen, Bifidobakterien oder Enterobakterien wie Escherichia coli in Wechselwirkung, binden an die Bakterien und können sie umhüllen. Dies gilt auch für natürliche Bier-Nanopartikel, die die Forscher erstmals aus dem Getränk isolieren konnten. Die Hüllschicht en verhinderten eine Anlagerung der Bakterien an menschliche Zellen. Bei Helicobacter pylori wurde durch Nanopartikel die Adhäsion an gastrische Zellen verringert. Dies könnte die Infektiösität der Bakterien vermindern . Andererseits schützten die Nanopartikelhüllen auch Bakterien vor dem Angriff durch zytotoxische menschliche Immun zellen, könnten also die Immunabwehr bremsen.

Klinische Bedeutung

Die Forscher sehen ihre Studienergebnisse als Grundlage, um potenziell negative oder positive Auswirkungen von Nanoteilchen, die mit der Nahrung aufgenommen werden, bestmöglich zu verstehen. Es ließen sich nun Strategien ableiten, um technische Nanopartikel als Inhaltsstoffe für Lebensmittel weiterzuentwickeln, so die Wissenschaftler, zum Beispiel, um das Risiko für Nahrungsmittelallergien zu reduzieren. 

Finanzierung: keine Angaben