Das Verständnis des Mikrobioms als Schlüssel zu besseren Darmtherapien
Wir wissen bereits seit vielen Jahren, dass das Darmmikrobiom – die Milliarden von Bakterien, die mit menschlichen Zellen im Darm koexistieren – eine Schlüsselrolle bei der menschlichen Gesundheit spielt. Es wurde nachgewiesen, dass es das Immunsystem und unseren Stoffwechsel anregt und sogar Einfluss auf die Gehirnfunktion hat. „Die Beziehung, die wir zu unserem Mikrobiom haben, ist wichtig, aber auch sehr fragil“, so MArylAND-Projektkoordinator Harry Sokol, Professor für Gastroenterologie am Saint-Antoine-Krankenhaus (Website auf Französisch) und an der Universität Sorbonne in Paris, Frankreich. „Mehrere Faktoren können diese Beziehung verändern. Wir wissen zum Beispiel, dass unsere Gene einen Einfluss auf die Funktion und Zusammensetzung des Darmmikrobioms haben können, dass aber Umweltfaktoren wahrscheinlich noch wichtiger sind.“ Ist diese Beziehung gestört, können wir anfälliger für Krankheiten werden. Dazu zählen unter anderem chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa. Schätzungsweise 3,4 Millionen Menschen sind allein in Europa von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen betroffen, einer Gruppe schwerer chronischer Magen-Darm-Erkrankungen, die jeden Aspekt im Lebens eines Betroffenen betreffen können. „Rund ein Drittel der Betroffenen spricht gut auf Behandlungen an, ein Drittel mäßig und ein Drittel überhaupt nicht“, sagt Sokol. „Deshalb brauchen wir neue therapeutische Strategien.“
Anfälligkeit für Krankheiten
Die MArylAND-Projekt wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen gefördert. Es baut auf früheren Arbeiten auf, die einen Zusammenhang zwischen Variationen in einem Gen namens CARD9 mit einer erhöhten Anfälligkeit für chronisch entzündliche Darmerkrankungen identifizierten. Während das Vorhandensein dieser Genvariation an sich möglicherweise nicht zu einer Erkrankung führt, so kann sie das Risiko erhöhen. „In diesem Projekt haben wir Mäuse mit dieser Genvariation untersucht und festgestellt, dass diese anfälliger für Kolitis sind“, erklärt Sokol. „Ein Schlüsselfaktor dabei war das Mikrobiom. Im Wesentlichen verändert sich das Mikrobiom im Hinblick auf Zusammensetzung und Funktion, wenn dieses Gen nicht richtig funktioniert.“ Sokol fand heraus, dass die Aufnahme dieses veränderten Mikrobioms und dessen Übertragung auf Mäuse mit dem normalen Gen ebenfalls einen gewissen Grad an Anfälligkeit übertrug. Sokol stellte außerdem eine Verbindung zwischen der Anfälligkeit für Kolitis und dem Stoffwechsel einer essentiellen Aminosäure namens Tryptophan fest. „Die Umwandlung dieser Aminosäure durch die Darmbakterien produziert Moleküle, die Rezeptoren in unseren Zellen aktivieren“, so Sokol. „Dies ist wichtig für den Heilungsprozess und gewährleistet Ruhe im Darm.“ Sokol fand heraus, dass Mäuse ohne CARD9 weniger dieser Moleküle produzierten, was bedeutete, dass sie auch weniger Rezeptoren aktivierten. Dies wiederum machte sie anfälliger für Kolitis.
Den Teufelskreis durchbrechen
Dieses Projekt hat Sokol bei der Beantwortung der Henne-Ei-Problematik geholfen, die Forschende seit Jahren beschäftigt – ob Veränderungen im Mikrobiom eine Ursache oder eine Folge von Krankheiten sind. „Diese Arbeit zeigt uns, dass es nicht so einfach ist“, sagt er. „Es gibt eindeutig Faktoren, die das Mikrobiom verändern. Änderungen im Verhalten des Mikrobioms wirken sich wiederum selbst schädlich aus. Es ist eher ein Teufelskreis.“ Mit anderen Worten, während die weitere Erforschung mikrobiombasierter Therapien zwar durchaus sinnvoll ist, reicht eine Behandlung des Mikrobioms allein in vielen Fällen möglicherweise nicht aus. Um den Teufelskreis der chronisch entzündlichen Darmerkrankung zu durchbrechen, muss das medizinische Personal wahrscheinlich die überaktivierte Entzündung stoppen sowie auf das Mikrobiom abzielen. Sokol arbeitet derzeit daran zu verstehen, auf welche Weise sich die Funktion des Mikrobioms verändert. „Wenn wir das verstehen, dann können wir versuchen, diesen Prozess zu korrigieren“, bemerkt er. „Ich erforsche die Veränderung des Mikrobioms mit Transplantaten oder Probiotika der nächsten Generation, aber auch die Behandlung mit Immunsuppressiva. Das ultimative Ziel ist es, bessere Behandlungsmethoden für Betroffene zu entwickeln.“
Schlüsselbegriffe
MArylAND, chronisch entzündliche Darmerkrankung, Kolitis, Morbus Crohn, Darm, Magen, Mikrobiom, Gastroenterologie, Aminosäure, Zellen
