Sepsisassoziierte Escherichia coli und ihre Auswirkungen auf die Integrität der gastrointestinalen Barriere

Einleitung: Sepsis ist ein lebensbedrohliches Syndrom, das durch eine fehlregulierte Immunantwort auf eine Infektion mit Organdysfunktion gekennzeichnet ist. Ein zentrales Merkmal ist das Auftreten von Bakterien im Blutkreislauf oder die Translokation intestinaler Mikroben in entfernte Organe. Viele dieser Erreger stammen aus der intestinalen Mikrobiota. Die Darmschleimhaut bildet eine essenzielle Barriere, ihre Schädigung oder Dysfunktion gilt als Schlüsselfaktor für das Eindringen von Bakterien und die systemische Ausbreitung während der Sepsis.

Ziel und Methodik: Ziel dieser Studie ist die Charakterisierung der durch Sepsis verursachten Störung der intestinalen Barrierefunktion. Untersucht wurde, ob und in welcher Weise Sepsis verursachende Bakterienstämme die Funktionen der gastrointestinalen Epithelbarriere beeinflussen. Hierzu wurde ein in-vitro-Modell unter Verwendung intestinaler epithelialer Zelllinien (HCT-116 und Caco-2) etabliert, die mit bakteriellen Isolaten ko-kultiviert wurden. Die Isolate stammten aus dem Blut septischer Patienten und repräsentierten unterschiedliche Sepsis Ursachen. Der Einfluss der Bakterien auf die epitheliale Integrität wurde mittels Western Blot durch Quantifizierung der Proteinlevel von E-Cadherin und Occludin bewertet.

Ergebnisse: Die Ko-Kultur mit Sepsis assoziierten Bakterienstämmen führte zu einer Störung der epithelialen Zell-Zell-Kontakte. Insbesondere die Escherichia coli-Stämme BK10478, BK01267 und BK06223 induzierten bei einer MOI (multiplicity of infection) von 5 eine deutliche Herunterregulation von Occludin (ein Tight-Junction-Protein) und E-Cadherin (ein Adherens-Junction-Protein) in HCT-116-Zellen. Auffällig war, dass nur ein Teil dieser Stämme vergleichbare Effekte in Caco-2-Zellen auslöste. Einige bakterielle Isolate zeigten keinerlei nachweisbaren Einfluss auf die Expression der Zellkontaktproteine, was stammspezifische und zelltypspezifische Unterschiede verdeutlicht.

Schlussfolgerung: Sepsis ist ein heterogenes Syndrom, das durch komplexe Wirt-Erreger-Interaktionen geprägt ist. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Fähigkeit sepsisassoziierter E. coli-Stämme zur Beeinträchtigung epithelialer Zellkontakte sowohl stammspezifisch als auch zelltypspezifisch ist. Angesichts der zentralen Bedeutung der Barriereintegrität zur Verhinderung bakterieller Translokation liefern diese Befunde neue Erkenntnisse zur Pathogenese der Sepsis.

Publication History

Article published online:
04 September 2025