Von maßgeschneiderten Probiotika bis zu Bakterienextrakten setzen Forscher und Unternehmen Hoffnung in Strategien, die das Mikrobiom positiv modulieren. Einen Überblick gibt Prof. Dr. med. Christian Sina, Institut für Ernährungsmedizin am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck.

Krebs, Typ-2-Diabetes, Depressionen, Herz-Kreislauf- und Autoimmunerkrankungen: Nichtübertragbare Krankheiten wie diese können nach heutigem Verständnis durch inflammatorische Signale aus dem Mikrobiom getriggert und unterhalten werden. Voraussetzung ist eine Dysbiose, die durch Einwirkung
diverser Umweltfaktoren entsteht, u. a. durch Infektionen, Xenobiotika oder ungünstige Ernährung.¹ Insbesondere unter einer typisch westlichen zucker-, fett- und eiweißreichen Ernährung mit viel Fleisch und Fast Food sinkt die Diversität im Mikrobiom und es vermehren sich Bakterien, die Inflammation induzieren
und die Darmbarriere schädigen. Ballaststoffe, Polyphenole und weitere Substanzen in Gemüse, Hülsenfrüchten, Obst und Vollkorn wirken dagegen
antiinflammatorisch und stabilisieren die Darmbarriere.²

Forscher entschlüsseln zunehmend die molekularen Interaktionen zwischen Nahrungsbestandteilen, Bakterien und Darmimmunsystem. Was der Mensch isst, bestimmt nicht nur die Komposition der Mikrobiota, sondern auch deren Funktion: Je nachdem, welches Spektrum an bakteriellen Metaboliten beim
Abbau von Substraten entsteht, werden immunologische Signalwege in die eine oder andere Richtung gelenkt. Eine Studie zeigt: Die Dominanz bestimmter Bakterien im Mikrobiom korreliert mit der Anwesenheit bestimmter Metabolite, Immunzellen und Zytokine – und diese wirken z. B. bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen, Multipler Sklerose und rheumatoider Arthritis überwiegend infl ammatorisch.³

Vor diesem Hintergrund könnten Interventionen präventiv und therapeutisch sinnvoll sein, die das Mikrobiom direkt oder mit diätetischen Maßnahmen positiv modulieren. Dafür kommen mehrere Strategien in Frage: Probiotika sind eine Option, jedoch ist unklar, welche Stämme bei welchen Indikationen effektiv sind. Zudem gelingt eine Kolonisierung des Darms nicht bei allen Menschen.⁴ Wissenschaftler und Unternehmen versuchen derzeit, maßgeschneiderte Probiotikatherapien zu entwickeln, die für jede Person einen individuell passenden Bakteriencocktail einsetzen.

Eine andere Option sind Synbiotika, also die kombinierte Gabe von Pro- und Prebiotika. Sie ermöglichen es, Bakterien mit positiven biologischen Effekten zeitweise im Darm zu halten und diese bei Bedarf wieder zu eliminieren. Dass das funktioniert, zeigt z. B. eine Studie mit Bacteroides ovatus, das auf den Abbau mariner Polysaccharide in Algen spezialisiert ist: Solange beide Komponenten gefüttert wurden, behauptete sich das Bakterium im Mikrobiom von Mäusen. Nach dem Zufuhrstopp von Bakterium oder Polysacharid verschwand es wieder.⁵

Nicht nur lebende Bakterien, auch Extrakte aus hitzeinaktivierten Stämmen beeinflussen das Darmimmunsystem günstig: Bei fettreich gefütterten Mäusen schützte die Gabe eines solchen Extrakts vor dem Abbau der Mukusschicht und stabilisierte die Darmbarriere. Welche Substanzen im Extrakt diese Wirkung
vermitteln, ist aber unbekannt.

Weiter sind die Wissenschaftler bei der Erforschung bakterieller Metabolite aus dem Mikrobiom. Interessant sind vor allem kurzkettige Fettsäuren: In einer Studie bei Patienten mit Multipler Sklerose reduzierte die Gabe von Propionsäure die Schubrate und verminderte den Gehirnschwund. Die Wissenschaftler wiesen nach, dass Propionsäure die Produktion und Funktion regulatorischer T-Zellen steigerte, was überschießende Entzündungsreaktionen bremste.⁶

Fazit für die Praxis

Ernährungs- und andere Interventionen, die das Mikrobiom positiv beeinflussen, könnten Therapien von Dysbiose-assoziierten Erkrankungen sinnvoll ergänzen. Vielversprechend sind Synbiotika, also die Kombination spezieller Ballaststoffe mit probiotischen Bakterien, und auch die direkte Supplementierung von Bakterienbestandteilen bzw. bakteriellen Stoffwechselprodukten, wie im Fall von Multipler Sklerose und Propionat eindrucksvoll gezeigt wurde.

Literatur:
1 Furman D et al. Nat Med. 2019; 25(12):1822–1832.
2 Valdes AM et al. BMJ. 2018; 13;361:k2179.
3 Clemente JC et al. BMJ. 2018; 8;360:j5145.
4 Zmora N et al. Cell. 2018; 174, 1388–1405.
5 Shepherd ES et al. Nature. 2018; 557(7705):434-438.
6 Duscha A et al. Cell. 2020; 180:1067–1080.e16.