A Lacticaseibacillus paracasei postbiotic rescues glucose-impaired serotonergic signalling in C. elegans and is antagonised by unmetabolised folic acid
Diese Studie zeigt, dass ein Postbiotikum aus *Lacticaseibacillus paracasei*, spezifisch über den Cofaktor 10-Formyl-Tetrahydrofolat, die durch Glukose beeinträchtigte serotonerge Signalübertragung bei *C. elegans* rettet und physiologische Ergebnisse verbessert, ein Effekt, der unter Glukosestress spezifisch durch unvermetabolisiertes Folsäure antagonisiert wird.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich Ihren Körper als eine geschäftige Stadt vor, in der winzige Boten, sogenannte Neuronen, umherlaufen und wichtige Notizen zustellen. Eine der wichtigsten Notizen, die sie tragen, handelt vom „Sich-gut-fühlen“ und davon, die Dinge in Bewegung zu halten – eine Aufgabe, die von einem chemischen Stoff namens Serotonin übernommen wird. Um diese Boten reibungslos am Laufen zu halten, benötigen sie Treibstoff und spezielle Werkzeuge, die Vitamine genannt werden. Eines dieser Werkzeuge ist Folat (oft Folsäure genannt), das wie ein Schlüssel ist, der die Tür aufschließt, damit die Boten ihre Arbeit verrichten können. Seit Jahrzehnten ist die Zugabe von Folsäure zu unseren Lebensmitteln ein großer Erfolg, der Geburtsfehler bei Babys verhindert. Wissenschaftler haben jedoch einen seltsamen Fehler bemerkt: Bei Menschen, die bereits einen hohen Blutzuckerspiegel haben (wie bei Diabetes) oder einen niedrigen Spiegel eines anderen Vitamins namens B12, scheint zu viel Folsäure mehr Probleme zu verursachen als Nutzen. Es ist, als ob der Schlüssel im Schloss stecken bleibt und die Boten blockiert, anstatt ihnen zu helfen. Aber warum passiert das, und gibt es einen Weg, es zu beheben?
Hier kommen die winzigen Helden dieser Geschichte ins Spiel: mikroskopisch kleine Bakterien, die in unserem Mund und Darm leben, und ein sehr kleiner, sehr tapferer Wurm namens C. elegans. Dieser Wurm ist ein Superstar in der Welt der Wissenschaft, weil sein gesamtes Nervensystem kartiert ist und er auf Zucker und Vitamine in einer Weise reagiert, die der von Menschen überraschend ähnlich ist. In dieser Studie untersuchten Forscher ein Rätsel mithilfe dieser Würmer: Kann eine bestimmte Art von freundlichen Bakterien, Lacticaseibacillus paracasei, als Mechaniker fungieren, um die blockierten Serotonin-Boten zu reparieren, wenn diese von Zucker überwältigt werden? Und verhindert die „schlechte“ Art von Folsäure (die Art, die sich in unserem Blut anreichert) diese Reparatur?
Die Forscher entdeckten, dass die Serotonin-Boten in den Streik gerieten und ihre elektrischen Signale stoppten, wenn die Würmer mit einer Ernährung reich an Zucker gefüttert wurden. Aber wenn die Würmer jedoch mit einer speziellen „Suppe“ gefüttert wurden, die aus den L. paracasei-Bakterien bestand (einem zellfreien Lysat, das also keine lebenden Bakterien, sondern nur deren ausgeschiedene Inhaltsstoffe enthält), begannen die Boten wieder zu arbeiten! Die magische Zutat in dieser Suppe war eine spezifische, natürliche Form von Folat namens 10-Formyl-Tetrahydrofolat. Betrachten Sie dies als einen hochwertigen, maßgeschneiderten Schlüssel, der perfekt in das Schloss passt.
Es gab jedoch einen Haken. Die Forscher fanden heraus, dass, wenn sie eine spezifische Art von synthetischer Folsäure (genannt unumgesetzte Folsäure oder UMFA) der Mischung hinzufügten, während die Würmer unter Zuckerstress standen, die Reparatur nicht mehr funktionierte. Es war, als ob der synthetische Schlüssel zu groß und klobig wäre; er blockierte das Schloss und verhinderte, dass der gute, maßgeschneiderte Schlüssel hineingelangte. Dies geschah nur, wenn Zucker vorhanden war, was darauf hindeutet, dass hoher Zucker das Schloss besonders empfindlich für den falschen Schlüssel macht.
Die Studie blieb nicht nur bei den Neuronen stehen. Das Team fand heraus, dass diese bakterielle „Suppe“ viel mehr tat, als nur die Boten wachzurütteln. Sie half den Würmern, ihre Nervenfasern lang und gesund zu halten (Zucker lässt sie normalerweise schrumpfen), verhinderte, dass Baby-Würmer im Inneren ihrer Mütter schlüpften (ein Zeichen von Stress), und ließ die erwachsenen Würmer sogar schneller bewegen und länger überleben, wenn sie einem toxischen Chemikalie ausgesetzt waren. Tatsächlich waren die Würmer, die mit der bakteriellen Suppe gefüttert wurden, etwa siebenmal wahrscheinlicher in der Lage, einem plötzlichen Ausbruch von Gift zu überleben, als die Würmer mit einer Standarddiät.
Die Wissenschaftler waren sehr sorgfältig dabei, zu beweisen, dass dies nicht allein die Arbeit der lebenden Bakterien war. Sie zeigten, dass die „Suppe“ (das Postbiotikum) genauso gut funktionierte wie die lebenden Bakterien, was bedeutet, dass die ausgeschiedenen Inhaltsstoffe die wahren Helden waren. Sie schlossen auch andere Möglichkeiten aus und zeigten, dass der Effekt nicht auf andere Vitamine oder Zellwände zurückzuführen war, sondern spezifisch auf dieses natürliche Folat-Molekül. Obwohl sie noch nicht sicher sagen können, ob dies beim Menschen funktionieren wird, deutet die Studie darauf hin, dass ein natürliches, von Bakterien hergestelltes Vitamin das fehlende Puzzleteil sein könnte, um unsere internen Boten reibungslos am Laufen zu halten, in einer Welt, in der hoher Zucker und synthetische Folsäure miteinander kollidieren könnten.
Ertrinken Sie in Arbeiten in Ihrem Fachgebiet?
Erhalten Sie tägliche Digests der neuesten Arbeiten passend zu Ihren Forschungsbegriffen — mit technischen Zusammenfassungen, in Ihrer Sprache.