Eine internationale Forschungsgruppe hat zwei Darmbakterien identifiziert, die möglicherweise eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Multipler Sklerose (MS) spielen.
Eineiige Zwillinge im Fokus
Für die Studie untersuchten Forschende um Anna Peters vom Institut für Klinische Neuroimmunologie der Ludwig-Maximilians-Universität München 81 eineiige Zwillingspaare, bei denen jeweils nur ein Zwilling an Multipler Sklerose erkrankt war. Da eineiige Zwillinge nahezu identisches Erbgut besitzen, lassen sich Unterschiede leichter auf Umwelteinflüsse zurückführen.
Bei der Analyse der Darmflora fanden die Wissenschaftler insgesamt 51 Bakterienarten, die sich zwischen erkrankten und gesunden Geschwistern unterschieden. Besonders auffällig waren die beiden Arten Eisenbergiella tayi und Lachnoclostridium, die in den Proben von MS-Patienten häufiger nachgewiesen wurden.
Die Proben stammten aus dem Ileum, dem letzten Abschnitt des Dünndarms. Dieser Bereich spielt eine wichtige Rolle für das Immunsystem, da sich dort entzündungsfördernde T-Zellen sammeln, bevor sie in Gehirn und Rückenmark gelangen können.
Ein Abgleich mit Daten der International MS Microbiome Study, an der 1152 Personen beteiligt waren, bestätigte den Zusammenhang mit denselben beiden Bakterienarten.
Versuche mit Mäusen
Um zu untersuchen, ob die Bakterien tatsächlich zur Erkrankung beitragen könnten, übertrugen die Forschenden Darmbakterien von ausgewählten Zwillingen auf keimfreie Mäuse, die für eine MS-ähnliche Erkrankung anfällig sind.
Mäuse, die Darmbakterien von den an Multipler Sklerose erkrankten Zwillingen erhielten, entwickelten innerhalb von zwölf Wochen Lähmungserscheinungen. Tiere, die Mikroben von den gesunden Geschwistern bekamen, blieben dagegen während des gesamten Untersuchungszeitraums ohne entsprechende Symptome.
In einem Versuch zeigte sich kurz vor Krankheitsbeginn eine deutliche Vermehrung von Eisenbergiella tayi. Gleichzeitig gingen andere häufig vorkommende Darmbakterien zurück. In einem weiteren Experiment dominierte dagegen Lachnoclostridium gegen Ende der Untersuchung. Auffällig war, dass die Veränderungen vor allem bei weiblichen Mäusen beobachtet wurden – passend dazu tritt Multiple Sklerose auch beim Menschen häufiger bei Frauen auf.
Insgesamt entwickelten mehr als 60 Prozent der Mäuse mit den sogenannten "MS-Bakterien" Veränderungen im Rückenmark, während dies in den Kontrollgruppen bei weniger als zehn Prozent der Tiere der Fall war.
Möglicher Zusammenhang mit Entzündungen
Beide Bakterien gehören zur Familie der Lachnospiraceae. Viele Vertreter dieser Gruppe gelten als nützliche Darmbewohner und helfen beim Abbau von Ballaststoffen.
Nach Angaben der Forschenden könnten sich Eisenbergiella tayi und Lachnoclostridium jedoch dadurch unterscheiden, dass sie bei ballaststoffarmer Ernährung verstärkt Schleimstoffe der Darmwand als Nahrungsquelle nutzen. Dadurch könnte die Schutzbarriere des Darms geschwächt und das Immunsystem stärker mit bakteriellen Bestandteilen in Kontakt gebracht werden.
Außerdem ergaben Stoffwechselanalysen, dass Eisenbergiella tayi unter anderem Ethanol und Succinat produziert. Beide Stoffwechselprodukte stehen im Verdacht, sogenannte Th17-Immunzellen zu aktivieren, die mit Entzündungsprozessen bei Multipler Sklerose in Verbindung gebracht werden.
Weitere Forschung notwendig
Die Forschenden betonen, dass nicht alle Mitglieder der Familie Lachnospiraceae schädlich sind. Andere Arten derselben Bakteriengruppe werden in Studien sogar mit entzündungshemmenden Eigenschaften in Verbindung gebracht. Welche Rolle einzelne Arten spielen, hängt offenbar von ihren genetischen Eigenschaften und der Zusammensetzung der übrigen Darmflora ab.
Nach Ansicht des Forschungsteams könnten Umweltfaktoren wie Ernährung, Antibiotika oder frühere Virusinfektionen dazu beitragen, dass sich die beiden Bakterien besonders stark vermehren.
"Zusammen mit unseren funktionellen Studien unterstützt dies unsere Schlussfolgerung, dass diese Bakterien eine entscheidende Rolle als umweltbedingte Auslöser der Multiplen Sklerose beim Menschen spielen könnten", schreiben die Forschenden.
Neue Ansätze für Therapien
Derzeit leben in den USA fast eine Million Menschen mit Multipler Sklerose. Die verfügbaren Medikamente können den Krankheitsverlauf bislang lediglich verlangsamen.
Die Studienautoren sehen deshalb Potenzial für neue Behandlungsansätze, die gezielt gegen Eisenbergiella tayi und Lachnoclostridium gerichtet sind. Denkbar wären beispielsweise der Einsatz spezieller Bakteriophagen, eng wirkender Antibiotika oder gezielt entwickelter Probiotika. Auch eine ballaststoffreiche Ernährung könnte dazu beitragen, das Wachstum schleimabbauender Bakterien einzuschränken.
Bevor daraus neue Therapien entstehen können, sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich. Dabei müsse sichergestellt werden, dass Eingriffe in die Darmflora nicht gleichzeitig nützliche Bakterien beeinträchtigen. Die nun entwickelte Kombination aus Zwillingsstudie und Mausmodell könnte künftig helfen, entsprechende Therapieansätze schneller zu überprüfen.
Die Ergebnisse basieren auf einer Untersuchung von eineiigen Zwillingen sowie ergänzenden Experimenten mit Mäusen und wurden im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.
(VOL.AT)
