Lange vernachlässigt: Mikrobiota des Dünndarms

Die von der boomenden Mikrobiom- und Probiotikaforschung bislang unter anderem aus methodischen Gründen vernachlässigten Bewohner des Dünndarms wurden im Rahmen des diesjährigen International Yakult Symposium in Berlin (23.-24. April) von Univ.-Prof. Dr. Michiel Kleerebezem von der Universität Wageningen (NL) gebührend präsentiert.

Prof. Kleerebezem richtete in seinem Vortrag den Blick auf die Mikrobiota des Dünndarms auch in Hinblick als potenziellen Wirkungsort für Probiotika. Bisher fokussierte die Mikrobiom- und Probiotikaforschung vor allem auf den Dickdarm. Dies resultiert aus der schlechten Zugänglichkeit des Dünndarms und aus seiner geringeren Bakteriendichte. Während diese im Kolon bei 1010-1011 liegt, beträgt sie im Dünndarm 104-108. Auch ist die Vielfalt der Mikrobiota im Dünndarm geringer als im Kolon. Daraus resultiert ein wesentlich größerer und rascher eintretender Einfluss von Nahrungsmitteln oder eben Probiotika auf deren Zusammensetzung. Aber auch der Mikrobiota des Dünndarms kommt eine entscheidende Rolle bei der Gesunderhaltung zu, so Kleerebezem, womöglich eine entscheidendere als dem Dickdarm. Immerhin treffen hier die Darmmikrobiota und die Nahrung das erste Mal auf einander und neben der Nährstoffaufnahme finden unter anderem wichtige immunologische Wechselwirkungen statt. Daher ist die Charakterisierung der Mikrobiota des Dünndarms und ihrer Einflüsse auf mukosale und systemische Abläufe von großer Bedeutung, so Kleerebezem.

Mit seiner Arbeitsgruppe an der Universität Wageningen konnte er beeindruckend zeigen, dass in der Mikrobiota des Dünndarms vor allem Spezies wie Streptococcus, Veillonella, Escherichia und Clostridium vorherrschen. Analyseproben erhielt Kleerebezem u. a. von Ileostomie-Patienten, Personen mit einem künstlichen Darmausgang nach operativer Entfernung des Kolon, die ansonsten gesund waren. Hier ist es möglich, die schwer erreichbaren Bakterien aus dem proximalen Dünndarm zu gewinnen. Eine weniger invasive, vielversprechende Methode beinhaltet die Verwendung ferngesteuerter Kapseln, die durch pH-Wert-Messung ihre Position im Dünndarm erkennen. Sie können dann aktiviert werden, an einer definierten Stelle Proben zu entnehmen.

Lactobacillen: Veränderte Genexpression bereits im Dünndarm

Entgegen bisheriger Berichte stellen Lactobacillen nicht die dominante Bakteriengruppe im Dünndarm dar. Deren Zufuhr kann jedoch zu einer kurzzeitigen Änderung der Mikrobiotazusammensetzung im Dünndarm führen, berichtet Kleerebezem. Seine Arbeitsgruppe untersuchte die Reaktionen im Dünndarm auf die probiotischen Stämme Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. plantarum und L. rhamnosus. In diesen Studien führte eine probiotische Intervention zu einer speziesabhängigen, reproduzierbaren und eindeutigen Antwort der Dünndarmmukosa. Dies wurde im Cross-over Design gemessen. RNA-Analysen zeigten, dass 300 bis 750 Gene in ihrer Expression beeinflusst werden. So sahen die Wissenschaftler beispielsweise Veränderungen durch L. casei bei Genen, die in der Th1/Th2-Balance und der Immunproliferation eine Rolle spielen. Auch Gene, die im Stoffwechsel, dem Eisentransport und der Eisenhomöostase in der Mukosa involviert sind, reagierten spezifisch auf eine Probiotikagabe. Interessanterweise ähneln diese, durch Lactobacillus verursachten, Änderungen der Genexpression auffällig der zellulären Reaktion auf verschiedene Pharmazeutika. „Dies lässt neuartige funktionelle Wirkungen von Probiotika vermuten“, so Kleerebezem. Der Wissenschafter hob hervor, dass die Unterschiede der Transkriptionsprofile der Mukosa zwischen einzelnen Versuchsteilnehmern teilweise größer sind als die Veränderungen nach Lactobacillus-Intervention – was wiederum die Bedeutung der individuellen Unterschiede zeigt. Dafür kommen verschiedene Ursachen in Frage: Unterschiede des Genotyps und der Epigenetik, Ernährung und Lebensstil sowie die individuelle Zusammensetzung der Mikrobiota. Dies würde dann auch erklären, warum nicht bei jedem Probanden dieselbe Wirkung durch Probiotika hervorgerufen wird bzw. auch Non-Responder existieren. Daher sind dringend Studien mit einem Cross-over Design zu empfehlen. „Um die Wirkungen von Probiotika noch genauer untersuchen zu können, müssen wir die Zielpopulationen genauer zuordnen und eine bessere Vorhersagbarkeit der Empfindlichkeit für eine Intervention anstreben“, erklärte Kleerebezem.

 

International Yakult Symposium; Red

 

Literaturempfehlung:

El Aidy S, van den Bogert B, Kleerebezem M: The small intestine microbiota, nutritional modulation and relevance for health. Curr Opin Biotech 2015; 32: 14-20

 

 

 

Redaktion