Viren als Verbündete? Können die unsere Darmflora optimieren?

Foto: Gerd AltmannPixabay

Gute und schlechte Bakterien in unserem Darm beeinträchtigen unsere Gesundheit. Können wir diese schlechten Bakterien nicht abtöten?

Da stehe ich, mit einem Wattestäbchen in der Hand, und schaue in die Toilettenschüssel. Ich atme tief ein, kneife meine Nase mit der linken Hand und schiebe das Wattestäbchen mit der rechten in meinen Kot. Ich hätte nie gedacht, dass ich sowas jemals tun würde. Am nächsten Tag bringe ich mein Wattestäbchen, ordentlich verpackt, ins Labor. Dort testen sie, ob meine Darmflora das gutartige Bakterium Akkermansia muciniphila enthält. Dieses Bakterium reduziert das Risiko von Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und weist auf einen gesunden Dickdarm hin. Im Labor führen die Forscher alle möglichen komplizierten Tests mit meinen Bakterien durch. Ein paar Tage später erhalte ich die Antwort: Ich bin Akkermansia positiv – eine gute Nachricht für meinen Darm. Wenn wir gezielt Anpassungen an den Bakterien im Darm vornehmen möchten, kann diese Art von Tests zum Standardverfahren werden.

Bakterienkiller

Ende letzten Jahres berichtete die Fachzeitschrift Nature, dass das giftproduzierende Darmbakterium Enterococcus faecalis (E. faecalis) eine Hauptursache für Lebererkrankungen bei Menschen ist, die übermäßig viel Alkohol konsumieren. Eine solche Störung, die Leberzirrhose, ist eine der zehn häufigsten Todesursachen in der westlichen Welt, und es gibt bisher keine Behandlung. In dem Artikel wurde auch erwähnt, dass es Forschern gelungen war, E. faecalis im Darm von Mäusen abzutöten, wonach die Mäuse selbst bei Verabreichung einer hohen Dosis Alkohol weniger Leberschäden entwickelten. Durch Anpassungen der Darmflora konnten sie die Krankheit kontrollieren. Die Wissenschaftler verwendeten spezifische Viren, um den Erreger abzutöten: Bakteriophagen oder kurz Phagen.

Warum verschreiben Ärzte in Deutschland immer noch keine Phagen, um unsere Darmflora zu verbessern?

Phagen sind Viren, die Bakterien angreifen und abtöten. Ihre Anatomie ist relativ einfach: Sie bestehen aus einem mit genetischem Material (DNA oder RNA) gefüllten Proteinkopf, einem Körper und Spinnentierbeinen. Wie andere Viren benötigen Phagen einen Wirt, um sich zu vermehren. Die Beine des Phagen sind hier nützlich: Sie befestigen sich fest an ihrem Ziel. Sobald der Phage verankert ist, injiziert er sein genetisches Material über seinen Körper in das Bakterium. Dieses Material übernimmt die Kontrolle über die Bakterienzelle; Das Bakterium ist jetzt eine Phagen-Fabrik, die schnell neue Phagen produziert. Dies setzt sich fort, bis die Zelle mit Phagen überfüllt ist und aufplatzt. Die freigesetzten Phagen werden dann nach einem neuen Wirt suchen.

E. faecalis und A. muciniphila sind nicht die einzigen Darmbakterien, von denen Forscher wissen, dass sie unsere Gesundheit beeinträchtigen. Frühere Studien haben Bakterien in der Darmflora unter anderem mit Krebs, Diabetes und Parkinson in Verbindung gebracht. Die Idee, Phagen als Medikament oder als Alternative zu Antibiotika zu verwenden, gibt es seit 1919. Jetzt, da immer mehr Bakterien eine Rolle als Einflussfaktoren für Störungen zugewiesen wird, sind gezielte Bakterizide attraktive Behandlungen. Also, warum verschreiben Ärzte in Deutschland immer noch keine Phagen, um unsere Darmflora zu verbessern?

Spezifität

Phagen sind selektiv: Sie infizieren nur eine Art von Bakterium, allerdings sind ihrer Spezifität Grenzen gesetzt. Eine Bakterienart enthält verschiedene Stämme, ebenso wie eine Tierart mehrere Sorten hat. Infolgedessen können Phagen auch “gute” Bakterien abtöten, die mit dem gesundheitsschädlichen Erreger verwandt sind. Obwohl bestimmte E. faecalis-Stämme für Lebererkrankungen verantwortlich sind, werden andere seit mehr als fünfzig Jahren als nützliche Bakterien in Probiotika verwendet. Diese nützlichen E. faecalis-Stämme halten die Darmflora im Gleichgewicht, indem sie unter anderem Nährstoffe im Darm verbrauchen, die sonst von schädlichen Bakterien verwendet würden. Eine Phagen-Therapie, die spezifisch eine Art von Bakterien wie E. faecium abschaltet, kann daher auch nützliche Varianten abtöten. Dies kann gefährliche Folgen haben.

Wenn man ein bestimmtes Bakterium im Darm praktisch ausrottet, haben andere Mikroorganismen Raum zum Wachsen

Russland und Georgien forschen seit Jahrzehnten an Phagen und bieten auch Phagen-Therapien an. Andere Forscher, die Fläschchen gefüllt mit Phagen aus Russland bestellten, stießen auf ein Problem: Die Phagen funktionierten außerhalb Russlands nicht. Russen haben im Durchschnitt eine andere Zusammensetzung von Darmbakterien als beispielsweise Deutsche. Faktoren wie Ernährung und Umwelt beeinflussen die Zusammensetzung der Darmflora. In einem solchen Fall ist die Spezifität der Phagen im Gegenteil zu groß, so dass sie nur für die lokale Bevölkerung geeignet sind.

Bacterien haben ein Immunsystem, um sich gegen Phagen zu verteidigen

Reaktionen

Newton hat es bereits gesagt: Gegenüber jeder Aktion steht eine Reaktion. Dies gilt auch für Veränderungen der Darmflora. Man könnte sagen, dass der Darm mit Mikroorganismen „voll“ ist. Wenn man ein bestimmtes Bakterium im Darm praktisch ausrottet, haben andere Mikroorganismen Raum zum Wachsen, und verändern das Gleichgewicht der Darmflora. Eine solche Verschiebung kann Konsequenzen für das Immunsystem im Darm haben.

Ein weiteres Problem ist, dass Bakterien Resistenzen gegen Phagen aufbauen. Sie haben ein Immunsystem, um sich gegen Phagen, ihren natürlichen Feind, zu verteidigen. Dieses Immunsystem, CRISPR / Cas genannt, sammelt kleine DNA-Stücke von Phagen und speichert sie in seinem System. Das hilft den Bakterien, einen angreifenden Phagen zu erkennen und abzutöten. Die Aufnahme und Speicherung von Fremd-DNA ist daher für dieses CRISPR / Cas-Immunsystem von wesentlicher Bedeutung. Das Bakterium, das eine Lebererkrankung verursacht: E. faecalis, ist zufällig ein Meister der DNA-Aufnahme. Wenn wir diese Darmbakterien mit Phagen angreifen, besteht ein größerer selektiver Druck auf die Bakterien, die DNA ihres Angreifers zu archivieren. Sie bauen dann eine Resistenz gegen diesen Phagen auf, wodurch die Behandlung unbrauchbar wird. Das gleiche Problem könnte bei anderen Bakterien auftreten, die wir behandeln möchten.

Derzeit scheint eine Phagen-Therapie nicht durchführbar zu sein. Ich werde also in naher Zukunft nicht wieder mit einem Wattestäbchen in meinem Kot rühren, um festzustellen, welche Bakterien verschwinden müssen


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