Wirkung von HMO auf die intestinale Permeabilität

Nekrotisierende Enterokolitis (NEC) ist eine der häufigsten intestinalen Komplikationen bei Frühgeborenen mit oftmals fatalem Ausgang. 10% der Frühgeborenen mit sehr geringem Geburtsgewicht entwickeln NEC; über ein Viertel davon stirbt an den Folgen. Gestillte Neugeborene haben im Vergleich zu nicht-gestillten Kindern ein sechs- bis zehnfach geringeres NEC Risiko. Dr. Bode`s Gruppe konnte in Interventionsstudien in einem NEC- Modell an Ratten zeigen, dass Humanmilch Oligosaccharide (HMO), komplexe Zucker, die in Muttermilch zu einem großen Anteil, nicht jedoch in Ersatzmilch vorkommen, die Häufigkeit und die Schwere von NEC reduzieren. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind bisher aber unbekannt. Basierend auf den folgenden Beobachtungen zielt der vorliegende Forschungsantrag darauf ab einen der potentiellen Mechanismen aufzuklären. Es ist bekannt, dass eine Verschlechterung der intestinalen Barrierefunktion eine wichtige Rolle in der Pathogenese von NEC spielt. Dr. Bode konnte bereits zeigen, dass Glykosaminoglykane (GAG) entscheidende Bestandteile einer intakten, intestinalen Barriere darstellen. Vorläufige Ergebnisse anderer Gruppen weisen darauf hin, dass HMO die Glykanexpression in intestinalen Epithelzellen verändern können. Wir stellen hier die Hypothese auf, dass HMO die GAG-Expression in intestinalen Zellen verändern, dadurch die intestinale Barrierefunktion fördern und direkt zu den günstigen Auswirkungen des Stillens auf die Häufigkeit und Schwere von NEC beitragen. In der ersten Zielsetzung verwenden wir eine Interventionsstudie in einem NEC-Modell in neonatalen Ratten um zu prüfen, ob HMO die intestinale Permeabilität verändern. In der zweiten Zielsetzung werden wir untersuchen, ob die beobachteten Unterschiede zwischen der Gruppe der mit Ersatzmilch gefütterten Ratten und der Gruppe der mit Muttermilch gefütterten Ratten auf ein verändertes GAG-Expressionsmuster an den intestinalen Zellenoberflächen zurückzuführen ist. Desweiteren werden wir prüfen, ob sich die HMO-Supplementation auf die Menge und/oder die strukturelle Zusammensetzung der GAG an der Zelloberfläche auswirkt. Die Resultate des Projektvorhabens werden helfen, einen möglichen Mechanismus, auf welche Weise HMO die Inzidenz und Schwere von NEC vermindern, besser zu verstehen. In einem breiteren Blickwinkel könnten die Ergebnisse auch zu einem verbesserten Verständnis darüber führen, wie HMO im Allgemeinen zu den positiven Effekten des Stillens beitragen. Da GAGs in einer Vielzahl physiologischer Prozesse wie Entwicklung, Geweberegeneration, Immunität und Abwehr eine wichtige Rolle spielen, dürften HMO-vermittelte Veränderungen der GAG-Expression viel weitreichendere Effekte auf die Funktionalität des Intestinaltrakts haben, als nur jene, die Barriere abzudichten.