Ein gentechnisch verändertes Bakterium ist in der Lage, den Darm von Mäusen zu entgiften, indem es Methylquecksilber abbaut. Das zeigt eine aktuelle Studie der University of California, Los Angeles, (UCLA) und der University of California, San Diego, (UCSD). Die WissenschaftlerInnen fügten DNA, die für Methylquecksilber-Entgiftungsenzyme kodiert, in das Genom eines häufig vorkommenden menschlichen Darmbakteriums ein. Die mit Thunfisch und diesem Designer-Probiotikum gefütterten Mäuse wiesen in den Organen deutlich verringerte Quecksilberwerte auf. Auch war sowohl das mütterliche wie auch das fötale Gewebe von trächtigen Mäusen erheblich weniger mit Quecksilber belastet.
„Wir stellen uns die Möglichkeit vor, dass Menschen ein Probiotikum einnehmen könnten, um das Risiko des Konsums von zu viel Methylquecksilber auszugleichen“, sagt Hauptautorin Elaine Hsiao, außerordentliche Professorin an der UCLA und Direktorin des UCLA Goodman-Luskin Microbiome Center.
Quecksilber wird vor allem über Meeresfrüchte wie Fisch und Muscheln aufgenommmen. Es gelangt auf verschiedene Weise in Gewässer, wobei der Mensch dabei die größte Rolle spielt. Kohlekraftwerke sind eine der Hauptquellen für Quecksilberemissionen in die Atmosphäre. Beim Verbrennen von Kohle wird Quecksilber freigesetzt, das über Regen oder direktes Einleiten ins Meer gelangt. Auch wird beim Gold- und Bergbau Quecksilber freigesetzt. Beispielsweise wird in Südamerika und Afrika Quecksilber zur Goldextraktion verwendet und über Flüsse und Bäche ins Meer eingeleitet. Auch die chemische Industrie trägt maßgeblich zum Quecksilbereintrag bei. Unter anderem fällt bei der Batterieproduktion Quecksilber an, das wiederum über Oberflächengewässer ins Meer gelangt. Quecksilberhaltige Abfälle entstehen auch bei der unsachgemäßen Entsorgung von Müll wie z.B. von Batterien und Leuchtstofflampen.
Im Meer verwandelt sich Quecksilber in die giftige Form Methylquecksilber. Außerdem kommt es zu einer Biomagnifikation, d. h. die Methylquecksilberkonzentration in tierischem Gewebe steigt in der Nahrungskette an, vom Algenfresser über Raubtiere bis hin zum Menschen. Organismen, die an der Spitze der Nahrungskette stehen, wie der Rote Thun (Thynnus thynnus) und der Mensch, nehmen das gesamte Quecksilber auf, das sich in den vorherigen Gliedern der Kette angesammelt hat. Menschen, die hauptsächlich Lebensmittel mit hohem Quecksilbergehalt verzehren, haben daher ein höheres Risiko für Quecksilbervergiftungen und Geburtsfehler.
„Trotz weltweiter Bemühungen zur Verringerung der Quecksilberemissionen und der Anreicherung von Quecksilber in Fischen ist nicht damit zu rechnen, dass die Methylquecksilberwerte in Meeresfrüchten in absehbarer Zeit sinken werden. Fisch ist nach wie vor ein wichtiger und kulturell bedeutsamer Bestandteil der Ernährung vieler Menschen auf der ganzen Welt, und wir hoffen, dass dies auch weiterhin der Fall sein wird“, so Amina Schartup, Co-Autorin und Professorin für marine Biogeochemie bei Scripps.
Die Forschenden veränderten Bacteroides thetaiotaomicron, ein natürlich vorkommendes Bakterium im menschlichen Verdauungstrakt, indem sie DNA einfügten, die für Quecksilber-Entgiftungsenzyme aus einem quecksilberresistenten Bodenbakterium kodiert. Nachdem sie bestätigt hatten, dass die manipulierten Bakterien Methylquecksilber im Reagenzglas beseitigen konnten, ersetzten sie das natürliche Darmmikrobiom von Mäusen durch die veränderten Bakterien und verabreichten ihnen oral eine große Menge Methylquecksilber auf einmal. Bereits drei Stunden später wiesen die Mäuse niedrigere Methylquecksilberwerte im Darm auf. Diese sanken in den folgenden vier Tagen weiter.
Als Nächstes stellten sie die Frage, ob die manipulierten Bakterien die Methylquecksilberkonzentration im Gewebe wirksam senken können, wenn die Exposition allmählich durch die normale Nahrungsaufnahme erfolgt. Um dies zu testen, fütterten die WissenschaftlerInnen die Mäuse über einen Zeitraum von mehreren Tagen mit Futter, das wiederum Thunfisch enthielt, Sie stellten fest, dass die Bakterien nicht nur das Quecksilber im Darm ebenso gut reduzierten, sondern auch weniger in Gehirn und Leber gelangten. Diese Ergebnisse erzielten die Forschenden auch nach der Fütterung mit Lachs.
Quelle
Designer microbe shows promise for reducing mercury absorption from seafood | EurekAlert!
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