Gesundheit

Bahnbrechende Ergebnisse bei Infektionskrankheiten

Fucosyllactose©Foto:Jennewein Biotechnologie GmbH

Synthetisch hergestellte humane Milchzucker reduzieren das Infektionsrisiko mit gefährlichen Krankheitserregern

Humane Milch-Oligosaccharide, in der Muttermilch vorhandene Zucker, stellen einen wichtigen Schutz des Säuglings vor Infektionen mit Viren und Bakterien dar. Die Jennewein Biotechnologie konnte in einer präklinischen Studie nun nachweisen, dass synthetisch hergestellte funktionale Zucker, identisch zu den in der Natur vorkommenden Vorbildern, Menschen vor Infektionskrankheiten schützen können. Diese Untersuchungen wurden in Kooperation mit der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin Mannheim der Universität Heidelberg durchgeführt.


Ersatz für Muttermilch


In der Zusammenarbeit mit der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin Mannheim der Universität Heidelberg hat die Jennewein Biotechnologie als erstes Unternehmen in umfangreichen und aufwendigen präklinischen Untersuchungen nachgewiesen, dass synthetisch hergestellte humane Milchzucker die identische Funktion übernehmen wie die in der menschlichen Muttermilch vorkommenden Zuckermoleküle. Die Untersuchungen konzentrierten sich hierbei insbesondere auf die humanen Oligosaccharide 2'-Fucosyllactose und 3- Fucosyllactose. Diese beiden Zucker sind in der Muttermilch in sehr hoher Konzentration anzutreffen und stellen mit bis zu 3,5 g pro Liter die mit Abstand größte Fraktion der komplexen humanen Milchzucker dar.


Zucker gegen Lungenentzündung


In in vitro Untersuchungen, welche an menschlichen Zellen und mit humanen Krankheitserregern durchgeführt wurden, konnte die Mannheimer Gruppe zeigen, dass die von der Jennewein Biotechnologie hergestellten Zuckermoleküle effektiv weitverbreitete Durchfallerreger, wie Campylobacter jejuni, pathogene Escherichia coli oder bestimmte Salmonellen-Spezies binden. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen darüber hinaus, dass diese Zucker auch effektiv den Lungenentzündungen auslösenden Krankheitserreger Pseudomonas aeruginosa binden, welcher zusammen mit E. coli und Staphylococcus aureus der am häufigsten auftretende Krankenhauskeim ist (weist Mehrfachresistenzen gegen Antibiotika auf) und welcher zu schwerwiegenden und lebensbedrohlichen Infektionen bei Patienten mit Immunschwächekrankheiten führen kann.

Aus weiteren Studien ist bekannt, dass humane Milchzucker nicht nur Krankheitserreger direkt im Magen-Darmtrakt binden, sondern noch zwei weitere für den Menschen vorteilhafte Effekte aufweisen. Zum einen haben diese Zucker einen prebiotischen oder bifidogenen Effekt, welcher das menschliche Mikrobiom fördert. Somit werden die gesundheitsförderlichen Mikroorganismen, wie z.B. Bifidobakterien, unterstützt, welche in Symbiose mit dem menschlichen Organismus in Magen, Darm, Mund und Haut leben. Zum anderen gehen bis zu 1% dieser Zucker auch in den Blutstrom des Menschen über. Man geht davon aus, dass diese Zuckermoleküle durch die Zirkulation im Blutstrom einen systemischen Effekt auf die Gesundheit des Menschen haben. Dieser systemische Effekt könnte somit eine Erklärung sein, wie es die Natur schafft, das Infektionsrisiko in Organen, wie zum Beispiel der Lunge oder der Hirnhaut, effektiv durch diese speziellen Zucker zu reduzieren. Die bereits vorliegenden umfangreichen wissenschaftlichen Ergebnisse über die prebiotischen und systemischen Eigenschaften dieser komplexen humanen Milchzucker bedürfen jedoch noch weiterer wissenschaftlicher Untersuchungen.
Wie Herr Prof. Dr. Schroten, Direktor der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin Mannheim der Universität Heidelberg, betont, "... stellt diese Studie einen wichtigen Meilenstein bei der Entwicklung neuer, effektiver und schonender Möglichkeiten dar, das Infektionsrisiko durch humanpathogene Bakterien zu reduzieren. In Anbetracht der stetig wachsenden Weltbevölkerung und zunehmenden Antibiotikaresistenzen eine zentrale Herausforderung der Menschheit im 21. Jahrhundert."


Effektiver Schutzmechanismus


Muttermilch ist das ideale Nahrungsmittel für Säuglinge, nicht nur hinsichtlich des optimal abgestimmten Nährstoffgehaltes, sondern auch aufgrund der Bestandteile mit besonderen biologischen Funktionalitäten. Nach Laktose und Fett stellen humanen Milcholigosaccharide eine Hauptkomponente der Muttermilch dar. Bei diesen Oligosacchariden handelt es sich um komplexe Mehrfachzucker, welche in dieser Form in der Natur lediglich in der menschlichen Muttermilch anzutreffen sind.


Ohne Nebenwirkungen


Wie bereits durch zahlreiche wissenschaftliche Studien belegt, reduzieren humane Milchzucker das Infektionsrisiko mit gefährlichen Krankheitserregern. Der effektive Wirkmechanismus ist für den Krankheitserreger unüberwindbar und für den Menschen gänzlich ohne Nebenwirkungen. Gelöste humane Oligosaccharide imitieren Zuckermoleküle, welche auf menschlichen Zelloberflächen anzutreffen sind und hier eine zentrale Rolle in der Kommunikation unserer Zellen einnehmen. Über 70% aller menschlichen bakteriellen und viralen Krankheitserreger nutzen diese zellständigen Zuckermoleküle, um an die Zelle anzudocken, in die Zelle einzudringen und somit schlussendlich den Organismus zu infizieren. Beim Verzehr von humanen Oligosacchariden befinden sich diese Zuckermoleküle im Magen- Darmtrakt aber auch im Blutstrom des Menschen.


Krankheitserreger werden getäuscht


Die Krankheitserreger binden an diese gelösten Zucker, "in der Annahme" an eine Wirtszelle anzudocken. Ist ein Krankheitserreger einmal an ein Zuckermolekül gebunden, ist diese Bindung für den Krankheitserreger nicht mehr zu lösen. Interessanterweise kann ein Krankheitserreger diese "Falle" auch nicht umgehen und z.B. Resistenzen entwickeln. Würde ein Krankheitserreger seine Bindestelle verändern, so dass er nicht mehr an humane Oligosaccharide binden würde, wäre er auch seiner Möglichkeit beraubt an humane Zellen zu binden und diese erfolgreich zu infizieren. Somit wäre dieser Krankheitserreger für den menschlichen Organismus nicht mehr gefährlich bzw. infektiös.