EU-finanzierte Studie: Darmbakterien wichtig für Gehirnentwicklung

Im Darm lebende Bakterien scheinen einen Einfluss auf die Entwicklung des Gehirns und das Verhalten von Erwachsenen zu haben, so eine neue EU-finanzierte Forschungsstudie, die in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde. D...

Im Darm lebende Bakterien scheinen einen Einfluss auf die Entwicklung des Gehirns und das Verhalten von Erwachsenen zu haben, so eine neue EU-finanzierte Forschungsstudie, die in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass die Besiedelung unseres Darms mit Mikroben in den frühen Lebensjahren der Schlüssel zu einer gesunden Gehirnentwicklung sein kann. Diese Forschungen könnten auch Auswirkungen auf unser Verständnis von psychiatrischen Störungen haben.

Unterstützung von der EU erhielt diese Arbeit durch das TORNADO-Projekt ("Molecular targets open for regulation by the gut flora - new avenues for improved diet to optimize European health"), das mit 5,9 Mio. EUR unter dem Themenbereich "Lebensmittel, Landwirtschaft und Fischerei sowie Biotechnologie" des Siebten Rahmenprogramms (RP7) finanziert wurde. TORNADO untersucht den Einfluss der Ernährung auf die Darmmikroben, sowie den Einfluss dieser Mikroben auf das Immunsystem und andere Organsysteme. Das Projekt läuft bereits seit 2009 und soll 2013 enden.

Schon seit Langem ist bekannt, dass die Umwelt in unseren frühen Lebensjahren einen erheblichen Einfluss auf unsere Entwicklung hat. Bereits kurz nach der Geburt wird der Darm von Säugetierbabys schnell von den unterschiedlichsten Bakterienkolonien besiedelt. Studien haben gezeigt, dass dieser Prozess für die gesunde Entwicklung einer Reihe von Körpersystemen essentiell ist, darunter das Immunsystem, die Entwicklung von Blutgefäßen, sowie die Leberfunktion.

Wie viele andere Organe wird auch das Gehirn von Umweltfaktoren von Geburt an beeinflusst. Die Forschungen haben nun einen Zusammenhang zwischen der Infektion mit pathogenen Mikroben bei der Geburt und neurologischen Entwicklungsstörungen wie Autismus und Schizophrenie hergestellt.

Für diese Studie taten sich Wissenschaftler vom Karolinska Institutet und dem Stockholm Brain Institute in Schweden mit Kollegen vom Genome Institute in Singapur zusammen und untersuchten den Einfluss "normaler" Darmbakterien auf Gehirnentwicklung und -funktion.

Das Team verglich das Verhalten von Mäusen, die mit normalen Mikroorganismen aufgezogen wurden, mit dem von Mäusen, die in einer Umgebung ohne jegliche Mikroorganismen aufwuchsen ("keimfreie" Mäuse).

Die Experimente ergaben, dass die keimfreien Mäuse aktiver waren als ihre mit Mikroben belasteten Kollegen und ein "risikofreudigeres" Verhalten an den Tag legten. Werden keimfreie Mäuse in den frühen Lebensjahren mit Mikroben konfrontiert, verhalten sie sich als Erwachsene ähnlich wie Mäuse, die von Geburt an Bakterien ausgesetzt waren. Werden hingegen keimfreie, erwachsene Mäuse mit Bakterien besiedelt, hat das keinen Einfluss auf ihr Verhalten; sie verhielten sich weiterhin wie keimfreie Mäuse.

"Die Daten legen die Erkenntnis nahe, dass es früh im Leben eine kritische Periode gibt, in der Darmbakterien das Gehirn beeinflussen und das Verhalten im späteren Leben verändern", so der leitende Autor der Studie Dr. Rochellys Diaz Heijtz vom Karolinska Institutet und dem Stockholm Brain Institute.

Eine Analyse der Genaktivität in den Gehirnen der zwei Mäusegruppen enthüllte Unterschiede im Aktivitätsniveau der in Lernen, Gedächtnis und Motorik involvierten Gene.

Den Forschern zufolge lassen "unsere Erkenntnisse vermuten, dass während der Evolution die Besiedelung des Darms mit Mikroben in die Programmierung der Gehirnentwicklung integriert wurde und Einfluss auf die Motorik und Verhaltensweisen wie Angst hat".

"Darmmikroben sind womöglich auch in der Lage, die Expression von Risikogenen zu verändern, oder sie können Teil von Mechanismen sein, die die kognitiven Funktionen verändern, wie bei Patienten mit gastrointestinalen Krankheiten beobachtet", so die Forscher. "Die durch die Existenz der Darmflora bei Nagetieren ausgelösten Verhaltensveränderungen wie in dieser Abhandlung beschrieben, könnten auch weitere Auswirkungen haben, was psychiatrische Störungen bei Menschen betrifft."Weitere Informationen unter: Karolinska Institute: http://ki.se Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): http://www.pnas.org TORNADO-Projekt: http://www.fp7tornado.eu/

Länder

Schweden, Singapur