MIKROBIOTA UND PROBIOTIKA: CHANCEN UND HERAUSFORDERUNGEN

Probiotika haben eine positive Wirkung bei verschiedenen Erkrankungen: Dies belegen wissenschaftliche Studien, die im Rahmen des 10. Internationalen Yakult Symposiums (IYS) in Mailand zum Thema „Microbiota and Probiotics: Chances and Challenges!“ am 13. und 14. Oktober 2022 von Forschenden aus aller Welt vorgestellt wurden. In diesem Blogbeitrag fassen wir einige Kongressbeiträge zusammen und zeigen mögliche zukünftige Therapieoptionen mit Prä- und Probiotika auf.

Aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse am IYS 2022

Forschungsarbeiten zum Darmmikrobiom schreiten in rasanter Geschwindigkeit voran. Mit der weltweit wachsenden Wissensbasis ergeben sich aber auch viele neue Fragen und Herausforderungen. Eine Tatsache, der das Unternehmen Yakult mit der Wahl des Titels „Microbiota and Probiotics: Chances and Challenges!“ für das 10. Internationale Yakult Symposium (IYS) gerecht wurde. Die Veranstaltung bot Forschenden und Studierenden sowie medizinischen und ernährungswissenschaftlichen Fachkräften die Gelegenheit, interessante Vorträge zu hören, sich in kollegialer Atmosphäre auszutauschen und zu „netzwerken“.

“Probiotics: Living drugs – A solution with many benefits”

Probiotika können laut Prof. Dr. Stephan C. Bischoff von der Universität Hohenheim die Zusammensetzung der Darmmikrobiota positiv beeinflussen und die Barrierefunktion des Darms stärken. Neben ihrer entzündungshemmenden Wirkung hätten sie zudem einen unterstützenden Effekt auf das Immunsystem. Bischoff erklärte in seinem Vortrag, dass sich zunehmend herauskristallisiere, dass das Darmmikrobiom bei der Entstehung vieler Erkrankungen eine Rolle spiele. Neuesten Erkenntnissen zur Folge könne eine Dysbiose, also eine Störung der Darmmikrobiota, zu einem „durchlässigen“ Darm führen, was wiederum Entzündungen verursachen könne. „Diese können dann nicht nur zu Magen-Darm-Erkrankungen wie einer chronischen Darmentzündung und dem Reizdarmsyndrom führen, sondern auch Infektionen der Atemwege, Fettleibigkeit, Typ-2-Diabetes, Arthritis und sogar Störungen des zentralen Nervensystems mit der Folge von Alzheimer und Parkinson begünstigen“, führte Bischoff weiter aus. Im Rahmen seines Vortrags nannte Prof. Bischoff außerdem verschiedene Indikationen, bei denen die positive Wirkung von Probiotika bereits gut belegt ist. (1, 2, 3) In der S3-Leitlinie Reizdarmsyndrom seien beispielsweise definierte Bakterienstämme aufgeführt, denen mindestens eine randomisierte klinische Studie zu Grunde liegt. (4)

Parkinson-Erkrankung durch Veränderung der Darmmikrobiota?

Frau Prof. Aletta Kraneveld von der Universität Utrecht erklärte, dass Parkinson nicht nur zu motorischen Beeinträchtigungen führe. Auch Magen-Darm-Probleme wie Verstopfung seien gängige Folgen. „Die Magen-Darm-Probleme können schon Jahre vor der Parkinson-Diagnose beginnen“, so Kraneveld. Sie erläuterte dies deute aus ihrer Sicht auf eine Rolle der Darm-Hirn-Achse bei der Entstehung von Parkinson hin. Erst vor kurzem wurden zwei Formen von Parkinson entdeckt: Neben der, die im Gehirn beginnt, gäbe es eine zweite, die im Darm ausgelöst würde. Die letztere Form gehe mit Veränderungen der Darmmikrobiota, einem durchlässigen Darm, Entzündungen der Darmschleimhaut und Magen-Darm-Problemen einher. Diese neuen Erkenntnisse böten laut Kraneveld Entwicklungsmöglichkeiten für neue Behandlungsoptionen, die die Darm-Hirn-Achse fokussieren. (5, 6, 7) Eine Humanstudie in China untersuchte zum Beispiel die Wirkung von Fäkaltransplantaten bei Parkinson Erkrankten und ergab eine Verbesserung der motorischen als auch gastrointestinalen Symptome. (8)

Veränderung und Störfaktoren der Mikrobiota im Laufe des Lebens

Die Forschungsgruppe um Prof. Gaspar Pérez Martínez von der Universität Valencia beschäftigt sich mit den Veränderungen der Darmmikrobiota in unterschiedlichen Lebensphasen sowie mit den Störfaktoren, die eine gesunde Mikrobiota nachhaltig beeinflussen können. In seinem Vortrag führte Martinez aus, dass die mikrobielle Besiedelung mit der Geburt beginne und die Darmmikrobiota im Säuglingsalter sowie in den ersten Lebensphasen großen Einflüssen ausgesetzt sei. Dann würden Bakterien, die aus der Milch, von Familienmitgliedern und aus der Umgebung stammen, einen direkten Einfluss auf die Entwicklung des Immunsystems haben und dieses trainieren. In den darauffolgenden Jahren wären die mikrobiellen Populationen im Darm bis zum Erwachsenenalter mehr oder weniger stabil. Als wichtigste Einflussfaktoren für die Darmmikrobiota nannte Martínez unter anderem das Alter, Ernährung, Bewegung sowie Krankheit und wiederholte Antibiotika-Einnahmen. Letztere hätten insbesondere im Kindesalter starke Störungen der Darmbakterien zur Folge und könnten die Mikrobiota lebenslang beeinflussen. (9) Diese Erkenntnis bestätigte auch Prof. Christophe Lacroix von der ETH in Zürich in seinem Vortrag zur Entwicklung der Säuglings-Mikrobiota. Zudem führte er den Entbindungsmodus, das Gestationsalter, die Genetik des Wirts sowie das Ernährungsschema als wichtigste Faktoren an, die die Entwicklung des kindlichen Darmmikrobiota nachhaltig beeinflussen. Die Muttermilch liefere das optimale „Starter-Kit“ für den Aufbau der Darmmikrobiota. Trotz der Vielfalt an Bakterien in der Muttermilch sei ihr Einfluss auf die Etablierung der Neugeborenen-Mikrobiota, die Darmreifung, die Entwicklung der Immunität sowie die Auswirkungen auf den späteren Gesundheitszustand jedoch noch weitgehend unbekannt. Dennoch stellte Lacroix fest, dass die gesunde Darmmikrobiota eines Säuglings in den ersten beiden Lebensjahren sehr flexibel wäre und daher das Potenzial böte, über diätetische Faktoren in deren Entwicklung einzugreifen und sie entsprechend zu modellieren, um eine langanhaltende Gesundheit zu erreichen. (10, 11, 12)

1. Bischoff SC et al. (2021): Regulation of the gut barrier by carbohydrates from diet – Underlying mechanisms and possible clinical implications. Int J Med Microbiol311:151499, doi: 10.1016/j.ijmm.2021.151499
2. Nguyen KN et al. (2020): Gut microbiota modulation with long-chain corn bran arabinoxylan in adults with overweight and obesity is linked to an individualized temporal increase in fecal propionate. Microbiome 8(1):118, doi: 10.1186/s40168-020-00887-w.
3. Tajik N et al. (2020): Targeting zonulin and intestinal epithelial barrier function to prevent onset of arthritis. Nat Commun 11:1995, doi: 10.1038/s41467-020-15831-7
4. Layer P et al. (2021): Update S3-Leitlinie Reizdarmsyndrom: Definition, Pathophysiologie, Diagnostik und Therapie. Gemeinsame Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Gastroenterologie, Verdauungs- und Stoffwechselkrankheiten (DGVS) und der Deutschen Gesellschaft für Neurogastroenterologie und Motilität (DGNM). Z Gastroenterol 59: 1323–1415 doi: 10.1055/a-1591-4794
5. Perez-Pardo P et al. (2017): The gut-brain axis in Parkinson’s disease: Possibilities for food-based therapies. Eur. J. Pharmacol 817:86-95, doi: 10.1016/j.ejphar.2017.05.042
6. Leta V et al. (2021): Neurogenic and anti-inflammatory effects of probiotics in Parkinson’s disease: A systematic review of preclinical and clinical evidence. Brain Behav Immun98:59-73, doi: 10.1016/j.bbi.2021.07.026.
7. Xiang S et al. (2022): Efficacy and Safety of Probiotics for the Treatment of Alzheimer’s Disease, Mild Cognitive Impairment, and Parkinson’s Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Aging Neurosci 14:730036, doi: 10.3389/fnagi.2022.73 0036
8. Xiao-yi Kuai et al. (2021): Evaluation of fecal microbiota transplantation in Parkinson’s disease patients with constipation. Microb Cell Fact 20:98
9. Gebrayel P et al. (2022): Microbiota medicine: towards clinical revolution. J Transl Med 20(1):111, doi: 10.1186/s12967-022-03296-9
10. Lyons KE et al. (2020): Breast Milk, a Source of Beneficial Microbes and Associated Benefits for Infant Health. Nutrients 12(4):1039, doi: 10.3390/nu12041039
11. Selma-Royo M et al. (2022): Human milk microbiota: what did we learn in the last 20 years?. Microb Res Rep 1:19, doi: 10.20517/mrr.2022.05
12. Chassard C et al. (2014): Probiotics tailored to the infant: a window of opportunity. Curr Opin Biotechnol 26:141-147, doi: 10.1016/j.copbio.2013.12.012