SCFAs verbessern inflamm-aging und LPS-induzierten Lungenschaden in alten Mäusen

Ältere Menschen weisen ein chronisch entzündungsförderndes Milieu (inflamm-aging) auf, das mit einer schlechteren Prognose bei Patienten mit akutem Lungenschaden (ALI) einhergeht. Aus dem Darmmikrobiom stammende kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) haben bekanntermaßen immunmodulatorische Fähigkeiten. Ihre Auswirkungen auf die Darm-Lungen-Achse in Verbindung mit der Alterung sind jedoch nur unzureichend bekannt.

In dieser Studie wurde das Darmmikrobiom und seine Auswirkungen auf die Entzündungssignale in der alternden Lunge analysiert und die Auswirkungen von SCFAs in jungen (3 Monate) und alten (18 Monate) Mäusen getestet. Hierfür erhielten sie über 2 Wochen in ihrem Trinkwasser entweder eine Mischung aus je 50 mM Acetat, Butyrat und Propionat oder nur Wasser. Anschließend wurde mittels intranasaler Applikation von Lipopolysaccharid (LPS; n=12/Gruppe) ALI induziert. Die Kontrolltiere (n=8/Gruppe) erhielten Kochsalzlösung. Vor und nach der Behandlung mit LPS/Salzlösung wurden Kotpellets zur Analyse des Darmmikrobioms entnommen. Nach 24h induziertem ALI wurde der linke Lungenflügel für stereologische Untersuchungen und der rechte Lungenflügel für Zytokin- und Genexpressionsanalysen, Entzündungszellen-Aktivierung und Proteomanalysen entnommen.

Beobachtete positive Korrelation verschiedener mikrobieller Taxa des Darms, wie Bifidobacterium, Faecalibaculum und Lactobacillus mit der Lungenentzündung im Alter, lassen auf einen Einfluss auf die Entzündungsalterung in der Darm-Lungen-Achse schließen. Die Supplementierung von SCFAs reduzierte inflamm-aging, den oxidativen Stress, die metabolischen Veränderungen und die verstärkte Aktivierung myeloischer Zellen in der Lunge alter Mäuse im Vergleich zu jungen. Die verstärkte Entzündungssignalisierung bei ALI alter Mäuse wurde ebenfalls durch die Gabe von SCFAs reduziert. Zusammenfassend liefert diese Studie neue Beweise dafür, dass SCFAs eine vorteilhafte Rolle in der Darm-Lungen-Achse des alternden Organismus spielen, indem sie die Entzündungsalterung in der Lunge reduzieren und den erhöhten Schweregrad von ALI bei alten Mäusen verbessern.

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Article published online:
09 March 2023