Probiotika der nächsten Generation: gezielter Einsatz bei Erkrankungen

Viele natürliche Darmbakterien – allen voran Laktobazillen und Bifidobakterien – werden als sogenannte Probiotika bei Dysbiosen, also negativen Veränderungen des Darmmikrobioms, eingesetzt. Sie sollen helfen, die Bakteriengemeinschaft im Darm wieder ins Gleichgewicht zu bringen, und vielfach die Verdauung, aber auch das Immunsystem unterstützen. Doch Darmbakterien können auf den ganzen Körper und sogar die Psyche wirken. Daher sollen sogenannte „Next-Generation Probiotics“ (NGPs) – natürliche und auch gentechnisch veränderte Bakterien – ganz gezielt bei bestimmten Erkrankungen helfen können.

Unsere Darmbakterien beeinflussen nicht nur unsere Verdauung, sondern auch die Immunabwehr, den Stoffwechsel, die Hautgesundheit und – über die sogenannte Darm-Hirn-Achse – sogar die Psyche. Die Wirkung basiert zum einen auf speziellen Oberflächenmerkmalen der Bakterienhülle und zum anderen auf den Stoffwechselprodukten der Mikroben. Je nach Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft kann diese unsere Gesundheit unterstützen oder zu bestimmten Erkrankungen beitragen beziehungsweise diese verstärken. Wobei nicht immer klar ist, ob die Dysbiose Folge oder Ursache verschiedener Erkrankungen ist.

In Form bakterienhaltiger Produkte, der Probiotika, gelten eingenommene nützliche Darmbakterien als generelle Gesundheitsförderer, die häufig allgemein das Darmmilieu stabilisieren. Vielfach werden dazu Milchsäurebakterien – Lactobacillus und Bifidobacterium – genutzt, aber auch Stämme anderer Arten wie nicht-pathogene (keine Krankheiten verursachende) Enterokokken, E. coli oder Bacillus subtilis.
Neben lebenden Bakterien (Probiotika) enthalten verschiedene Präparate abgetötete (lysierte) Zellen und/oder Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen. Sie werden teilweise als Postbiotika bezeichnet. Die meisten Probiotika sind Nahrungsergänzungen. Es gibt aber auch zugelassene Arzneimittel mit definierten Anwendungsgebieten (Indikationen), wie zum Beispiel E. coli NISSLE bei der chronisch-entzündlichen Darmerkrankung Colitis ulcerosa.

Der Butyrat-Produzent Faecalibacterium prausnitzii ist ein Bakterium, das im Darm gesunder Menschen häufig vorkommt und einen beträchtlichen Anteil der Darmmikrobiota ausmachen kann. Dagegen ist es bei verschiedenen Erkrankungen – wie Adipositas, Diabetes mellitus sowie bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) wie Morbus Crohn, aber auch bei Parkinson oder Depressionen – deutlich vermindert. Daher ist es ein geeigneter Kandidat für Probiotika der nächsten Generation. Denn Buttersäure ernährt die Zellen der Darmschleimhaut und stärkt die Zellverbindungen zwischen den Darmzellen. Darüber verbessert diese kurzkettige Fettsäure die Darmbarriere, die viele schädliche Einflüsse auf den Körper abwehren kann. Zudem wirkt Butyrat antientzündlich. Last but not least dient Buttersäure als wichtiger Signalgeber und kann beispielsweise den Energieverbrauch des Körpers beeinflussen. Damit ist sie ein vielversprechender Kandidat im Einsatz gegen Fettleibigkeit (Adipositas).

Während die überwiegende Mehrheit der aktuellen probiotischen Präparate – meist als Nahrungsergänzungen – Milchsäurebakterien nutzt, ist das Spektrum der Arten, die als Probiotika der nächsten Generation infrage kommen, deutlich größer. Es umfasst außer Faecalibacterium prausnitzii beispielsweise

• Akkermansia muciniphila: Das Bakterium, das sich vom Schleim der Darmschleimhaut ernährt, kann ebenfalls deren Barrierefunktion stärken und systemische Entzündungen senken.
• Bacteroides fragilis: Es kann die Bildung bestimmter Immunzellen (regulatorische T-Zellen) fördern.
• Bacteroides thetaiotaomicron: Menschen mit Major Depression (MDD) weisen eine erhöhte Anzahl bestimmter Immunzellen (Th1- und Th17-Zellen) auf, die mit dem Schweregrad der Depression zusammenhängen. Je mehr Th-17-Zellen vorhanden sind, desto weniger tritt B. thetaiotaomicron auf. Das Bakterium kann die Spiegel von Buttersäure, Propionsäure und Biotin erhöhen, die alle an der Regulation von Th1- und Th17-Zellen beteiligt sind.
• Christensenella minuta: Das Bakterium hängt stark mit Schlankheit (niedriger BMI) und Stoffwechselgesundheit zusammen, da es den Fett- und Glukosestoffwechsel regulieren kann. Allerdings kann es auch bei Morbus Parkinson vermehrt auftreten. Das erfordert weitere Forschung.
• Eubacterium hallii 
• Oscillospira guilliermondii 
• Parabacteroides goldsteinii 
• Prevotella copri 
• Roseburia intestinalis 

Diese Bakterien können nicht nur Entzündungen im Darm hemmen, sondern regulierend in vielfältige Prozesse eingreifen, wie beispielsweise die Linderung von oxidativem Stress, das Gleichgewicht von pro- und antientzündlichen Botenstoffen (Zytokinen), die Bildung von Botenstoffen, die das Nervensystem ansprechen (Neurotransmitter), oder auch die Ausprägung der Insulinresistenz.

Stimmung, Angststörungen und Stress sowie neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimerdemenz und Parkinson sind mögliche Einsatzgebiete dieser speziellen Probiotika. Zu ihnen gehören Vertreter der Laktobazillen, Bifidobakterien, Streptokokken, Enterokokken und E. coli.

Um die bestmöglichen Stämme zu finden, werden moderne biotechnologische Verfahren eingesetzt, wie zum Beispiels Metabolomik. Dabei handelt es sich um die ausführliche analytische Erfassung der gebildeten niedermolekularen Stoffwechselverbindungen und Enzyme. Methoden wie Mikroverkapselung dienen dem Schutz der verabreichten Bakterien, damit sie lebend im Darm ankommen.

Mittels Bioengineering können Bakterienstämme zudem gentechnisch verändert werden. Diese müssen allerdings umfassend auf ihre genetische Stabilität, die Fähigkeit zur Resistenzübertragung sowie Wechselwirkungen mit der ansässigen Mikrobiota geprüft werden, um Sicherheitsbedenken Rechnung zu tragen. Dagegen gelten klassische Probiotika als unbedenklich.

Auch heute schon werden Probiotika – insbesondere von naturheilkundlichen Medizinerinnen und Medizinern – bei unterschiedlichen Beschwerden eingesetzt. Dabei liegt der Fokus häufig auf der Stabilisierung des Darmmilieus und der Vorbeugung (Prävention) von Erkrankungen, die mit einer Dysbiose, einer negativ veränderten Darmflora, zusammenhängen. Durch Fortschritte in der Biotechnologie können Bakterienstämme identifiziert werden, die sich darüber hinaus für einen gezielten Einsatz gegen bestimmte Erkrankungen eignen. Denn sie können mittels ihrer Stoffwechselprodukte in biologische Prozesse des Menschen eingreifen und so zum Beispiel bei der Behandlung von Stoffwechsel- und neurodegenerativen Erkrankungen helfen. Bioengineering kann die Ergebnisse verbessern, benötigt aber umfassende Sicherheitsprüfungen.