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Verborgene Schätze im Mikrobiom: Neu entdeckte Darmbakterien wirken sich positiv auf Fettleibigkeit, Stoffwechsel und mitochondriale Gesundheit aus

Verborgene Schätze im Mikrobiom: Neu entdeckte Darmbakterien wirken sich positiv auf Fettleibigkeit, Stoffwechsel und mitochondriale Gesundheit aus

Trotz der sprunghaften Fortschritte, die die Mikrobiomforschung in den letzten zwei Jahrzehnten gemacht hat, kratzen wir noch immer nur an der Oberfläche, wenn es darum geht zu wissen, wie genau sich das Ökosystem der Bakterien in unserem Darm auf die Gesundheit auswirkt. Da bis zu 70 % der menschlichen Darmmikroben noch nicht identifiziert wurden, ist diese „mikrobielle dunkle Materie“ von großem Interesse für diejenigen, die den Zusammenhang zwischen Darmbakterien und Krankheitsfolgen erforschen. Ähnlich wie die kalifornischen Goldgräber während des Goldrauschs nach dem Edelmetall suchten oder wie moderne Paläontologen graben, um prähistorische Fossilien auszugraben, kann die Suche nach neuen Bakterien im Darm als das Äquivalent einer mikrobiellen Schatzsuche angesehen werden.  

Eine bakterielle Schatzsuchergruppe aus UCLouvain in Belgien hat kürzlich den Jackpot geknackt – sie entdeckte nicht nur ein neues Bakterium, sondern benannte es auch, züchtete es in einem Labor und deckte seine klinische Relevanz für die menschliche Gesundheit auf. Verfasst von Le Roy und Kollegen und veröffentlicht im Journal des BMJ Gutdiese bahnbrechende Studie zeigt, wie diese neuartigen Darmbakterien, Dysosmobacter welbionis, kommt der Gesundheit zugute, von Fettleibigkeit über den Stoffwechsel bis hin zur Funktion der Mitochondrien – den energieproduzierenden Kraftwerken unserer Zellen.

Gehen Sie auf mikrobielle Schatzsuche 

Obwohl früher angenommen wurde, dass es ausschließlich bei der Verdauung von Nahrungsmitteln und der Synthese bestimmter Vitamine eine Rolle spielt, haben neuere Forschungen neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie sich die 100 Billionen Mikroben in unserem Darm auf die menschliche Gesundheit auswirken. Ejedes Organ oder System im Körper wird durch das Ökosystem dieser winzigen Organismen, die wir mit uns tragen, beeinflusst.

Trotz dieses wachsenden Wissens haben Forscher immer noch nicht alle Bakterienarten in unserem Magen-Darm-Trakt entschlüsselt. Dies liegt zum Teil daran, dass die Mikrobenforschung keine leichte Aufgabe ist – selbst wenn eine neue Darmmikrobe identifiziert wurde, hört die Arbeit hier nicht auf. Anschließend müssen die Forscher die Bakterien in Laborkulturen züchten, um zu sehen, was sie essen, wie sie interagieren und welche Nebenprodukte sie produzieren. Anschließend testen sie diese reine, im Labor gezüchtete Probe an Menschen oder Tieren, um ihre Wirkung in klinischen Anwendungen zu bestimmen – ob hilfreich oder schädlich. 

Das in Belgien ansässige Forschungsteam wollte genau das tun – obwohl es nicht darauf abzielte, dieses spezielle Bakterium zu finden. Stattdessen spannten sie ein größeres Netz, sequenzierten mikrobielle Daten von 11.984 Menschen auf der ganzen Welt und stellten unerwartet fest, dass eine Art von Bakterien immer wieder auftauchte und bei bis zu 70 % der gesunden Erwachsenen vorkam. Das belgische Team gab seinem Fund einen Namen Dysosmobacter welbionis (D. welbionis) – Kombination der griechischen Wörter für „riecht schlecht“ und „Bakterien“ mit WELBIO, der Organisation für Biowissenschaften und Biotechnologie, die diese Forschung finanziert hat. Als leitender Autor Patrice Cani bemerkungen über ihr verstecktes Juwel einer Entdeckung: „Das ist der Spaß an der Forschung: Man gräbt nach Dinosaurierknochen und findet am Ende einen Schatz.“

Gesunde Menschen erhalten von D. Welbionis einen Boost für ihr Wohlbefinden

Gesunde Menschen erhalten von D. Welbionis einen Boost für ihr Wohlbefinden

Das Forscherteam deckte nicht nur die hohe Prävalenz dieser neuartigen Darmbakterien auf, sondern stellte auch fest, dass die Häufigkeit von D. welbionis unterscheidet sich zwischen stoffwechselgesunden und ungesunden Menschen. Da nur eine Handvoll Bakterienarten mit Stoffwechselstörungen wie Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes in Verbindung gebracht werden, ist die Entdeckung von D. welbionis könnte weitreichende Auswirkungen haben, wenn die Bakterien in klinischen oder pharmazeutischen Umgebungen eingesetzt werden. 

In einer Stichprobe von übergewichtigen oder fettleibigen Menschen in dieser Studie höher D. welbionis überfluss im Darm war mit einer Verringerung des Body-Mass-Index (BMI), des Nüchternblutzuckers und des Hämoglobins A1C – einem diagnostischen Marker für Typ-2-Diabetes – verbunden. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Dysosmobacter diese Gattung kann vor Fettleibigkeit und glukosebedingten Stoffwechselveränderungen schützen, die weltweit immer häufiger auftreten.

Mikrobe mildert Stoffwechselstörungen bei Mäusen

Obwohl einige Bakterienarten in der Vergangenheit mit Fettleibigkeit und Herz-Kreislauf-Störungen wie Herzerkrankungen und Typ-2-Diabetes in Zusammenhang gebracht wurden, wurde die überwiegende Mehrheit nie in einer klinischen Umgebung kultiviert oder analysiert. Le Roy und Kollegen wollten genau das erreichen, indem sie die Auswirkungen der Verabreichung testeten D. welbionis zu Mäusen. 

Mäuse, die mit einer fettreichen Diät gefüttert wurden, entwickelten Fettleibigkeit, schlechte Glukosekontrolle und Stoffwechselstörungen, die alle durch eine sechswöchige Ergänzung mit lebenden Kulturen gemildert wurden D. welbionis über eine orale Sonde oder eine Art Sondenernährung für Tiere. Diese Mäuse erlebten einen teilweisen Schutz gegen ernährungsbedingte Fettleibigkeit und Fettmassezunahme und zeigten eine verbesserte Glukosetoleranz und eine geringere Insulinresistenz – was alles das Risiko für Typ-2-Diabetes verringern würde. 

Das Hinzufügen von D. welbionis veränderte auch die Art des in den Mäusen vorhandenen Fetts. Weißes Fettgewebe (WAT) ist die ungesündere Fettart, während braunes Fettgewebe (BAT) stoffwechselaktiv ist, den Energieverbrauch erhöht und das Risiko von Fettleibigkeit verringert. Die Mäuse, die empfangen haben D. welbionis zeigten eine Verringerung der Größe und Anzahl der WAT-Zellen, mit einem Anstieg der Zellzahl und der mitochondrialen Aktivität in ihren BAT-Zellen. Aufgrund dieser Ergebnisse spekulieren die Forscher, dass die Modulation von WAT zu BAT wahrscheinlich der Auslöser dafür ist D. welbionis’s verbesserungen bei Fettleibigkeit und Stoffwechselgesundheit.

Während die Verlängerung der Behandlungsdauer von 6 Wochen auf 13 Wochen die positiven Auswirkungen auf Fettleibigkeit und Stoffwechsel verstärkte, wurde diese Wirkung durch die Pasteurisierung der Bakterien aufgehoben – das heißt, D. welbionis müsste in seinem lebenden Zustand verabreicht werden, um der menschlichen Gesundheit zu helfen. Nachdem das Forschungsteam schließlich das Mikrobiom der Mäuse als Ganzes untersucht hatte, stellte es nach der Verabreichung nur geringfügige Veränderungen in der Bakterienzusammensetzung fest D. welbionis, dies legt nahe, dass das Bakterium direkt auf den Stoffwechsel des Wirts einwirkt und nicht das mikrobielle Ökosystem verändert. 

Gesunde Menschen erhalten von D. Welbionis einen Boost für ihr Wohlbefinden

Können diese neuartigen Bakterien Fettleibigkeit beim Menschen bekämpfen?

Diese Studie unterstützt nachdrücklich die Annahme, dass das neu entdeckte Dysosmobacter welbionis bakterien fördern das Körpergewicht und den Stoffwechsel als Reaktion auf eine fettreiche Ernährung. Als D. welbionis bei Menschen mit geringerem Körpergewicht und besserer Blutzuckerkontrolle häufiger vorkommt, könnte eine Nahrungsergänzung mit diesem Bakterium eine wertvolle Maßnahme zur Bekämpfung von Fettleibigkeit und anderen Stoffwechselstörungen sein. Allerdings wissen wir noch nicht genau, ob Menschen in gleicher Weise davon profitieren würden wie diese Mäuse.  

Le Roy und Kollegen kommen zu dem Schluss: „Alles in allem belegen unsere Daten stark die positiven Auswirkungen von Leben.“ D. welbionis zu ernährungsbedingter Fettleibigkeit und Diabetes. Diese Ergebnisse legen nahe, dass [D. welbionis] ist ein nützliches Bakterium der nächsten Generation, das in anderen klinischen Paradigmen als Fettleibigkeit und Diabetes untersucht werden sollte ... und das am Menschen auf seine positiven Auswirkungen auf den Stoffwechsel des Wirts getestet werden sollte.“

Verweise:    

Le Roy T., Moens de Hase E., Van Hul M. et al. Dysosmobacter welbionis ist ein neu isoliertes menschliches Kommensalbakterium, das ernährungsbedingte Fettleibigkeit und Stoffwechselstörungen bei Mäusen verhindert [online vor Drucklegung veröffentlicht, 8. Juni 2021]. Darm. 2021;gutjnl-2020-323778. doi:10.1136/gutjnl-2020-323778



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