Wie uns Darmbakterien lenken

Eine Frau hält ihre Hände schützend vor dem Bauch.

Darmbakterien sind keine einfachen Mitbewohner, sondern sie steuern zahlreiche metabolische und immunologische Prozesse des Wirts.

Ort:Heidelberg
Zielsetzung:Die Enstehung von Typ II-Diabetes verstehen
Projektpartner:St. Josefskrankenhaus
Laufzeit:2015–2017
Förderhöhe:175.000 €

Zusammensetzung der Darmbakterien bei Diabetespatienten erforscht

Dietmar Hopp Stiftung unterstützte Forschungsvorhaben mit 175.000 Euro

Auf der äußeren und inneren Oberfläche unseres Körpers befinden sich Millionen von Mikroorganismen – dazu zählen Bakterien, Viren, Einzeller –, die in ihrer Gesamtheit als Mikrobiom oder Mikrobiota bezeichnet werden. Das Mikrobiom des Darms umfasst rund 1.000 Bakterien-Spezies und ca. 1014 einzelne Bakterien pro menschlichem Wirt und stellt somit ein komplexes körpereigenes Ökosystem dar. Die in den letzten Jahren gewonnene Erkenntnis, dass die Bestandteile des Mikrobioms nicht einfach nur Mitbewohner sind, sondern zahlreiche metabolische und immunologische Prozesse seines Wirts steuern, hat der Erforschung verschiedener Störungen wie Stoffwechsel- oder Darmerkrankungen, Krebs- oder Demenzentstehung eine neue und viel versprechende Richtung gegeben. Insbesondere für Patienten mit Adipositas oder Diabetes ergeben sich möglicherweise neue Therapieansätze. Voraussetzung für neue Behandlungsmöglichkeiten ist natürlich die Kenntnis, was z.B. im Darm von Diabetespatienten im Vergleich zu Kontrollgruppen vor sich geht.

Ziel eines von der Dietmar Hopp Stiftung geförderten Projektes unter der Leitung von PD Dr. Erhard Siegel am St. Josefskrankenhaus war es, die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms unter die Lupe zu nehmen. Es sollten Einsichten über die Funktion der Darmbarriere bei Menschen mit Diabetes gewonnen werden sowie Einflüsse von z.B. der Art der Diabetestherapie, die Stoffwechseleinstellung, dem Vorliegen von Komplikationen, etc. identifiziert werden.

PD Dr. Erhard Siegel zieht nach 2 Jahren Forschungstätigkeit Bilanz: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms bei den einzelnen untersuchten Gruppen zum Teil deutlich unterschiedlich ist. So besiedelten bei Diabetespatienten ohne Adipositas überwiegend Bakterien des Stammes Firmicutes den Darm. Dieser Stamm ist in der Lage, auch aus für den Menschen sonst eigentlich unverdaulichen Nahrungsbestandteilen große Mengen an Energie zu gewinnen.“ Das Ergebnis ist insofern überraschend, weil Firmicutes-Bakterien sonst vor allem bei Menschen mit Adipositas (aber ohne Diabetes) nachweisbar sind. Eine untersuchte Gruppe in der Studie waren auch Patienten mit kardiovaskulären Komplikationen. Bei diesen Patienten konnte die Arbeitsgruppe von PD Dr. Erhard Siegel ein häufigeres Vorkommen von Bakterien des Stamms Actinobacteria nachweisen. Dieser Stamm ist bekannterweise mit dem Auftreten von Gefäßkomplikationen assoziiert. Der Befund unterstützt die Annahme, dass eine enge Beziehung zwischen Mikrobiom und Gefäßschäden besteht und stellt möglicherweise einen neuen Ansatzpunkt zur Prävention von kardiovaskulären Ereignissen dar.

Im Zentrum der Untersuchungen stand auch die Güte der Diabeteseinstellung von Patienten. Hier konnten die Ärzte nachweisen, dass Patienten mit guter Therapieeinstellung in ihrem Darm häufiger mit dem Bakterienstamm Verrucomicrobia besiedelt waren. Dieser Stamm ist für die Integrität der Darmbarriere verantwortlich. Sie schützt den Körper vor dem Übertritt von Bakterien oder toxischen Substanzen aus dem Darm. Andere bakterielle Risikomarker für Gefäßerkrankungen (die Bakterienstämme Proteobactaria und Actinobacteria) waren bei besser eingestellten Diabetespatienten seltener nachweisbar. Diese Ergebnisse bestätigen, dass das System „Diabetes und Darm“ zusammengehört. PD Dr. Erhard Siegel fasst diese Erkenntnis so zusammen: „Die verschiedenen Möglichkeiten der Diabetestherapie schlagen sich in der Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms nieder. Man könnte überspitzt sagen: mit einer Stuhlprobe kenne ich die Diabetestherapie und wie gut sie dem Patienten tut. Dafür muss ich den Patienten noch nicht einmal gesehen haben.“ So waren bei Patienten mit Insulintherapie und unter Inkretin-basierter Therapie mit DPP4-Inhibitoren bzw. GLP1-Mimetika die Bakterien seltener zu finden, die mit dem Auftreten von Gefäßkomplikationen in Beziehung stehen.

Zusammengefasst weist das Projekt erstmals auf vielfältige Assoziationen zwischen Darm-Mikrobiom und klinischen Befunden bzw. Therapiefaktoren bei Typ 2-Diabetes hin und stellt damit eine Basis für weitere Untersuchungen für neue Therapieansätze dar. Die Dietmar Hopp Stiftung förderte das Projekt von 2015 bis 2017 mit insgesamt 175.000 Euro.

Dr. Ingrid Rupp, Medizinreferentin der Dietmar Hopp Stiftung, erklärt: „Die Zusammensetzung der Darmflora rückt weiter in das Zentrum des medizinischen Interesses. Jeder Mensch trägt rund 1,5 Kilogramm mikrobielle Biomasse mit sich herum. Neu ist, dass die Bakterien nicht mehr als passive Bewohner wahrgenommen werden, sondern dass wir erkennen, dass sie stattdessen entscheidend für Erkrankungen bis hin zur Entstehung von Krebs wirken können. Mit den Ergebnissen des Projekts ist ein weiterer wichtiger Schritt für die Aufklärung dieser Zusammenhänge getan.”

Zur Abteilung Innere Medizin – Gastroenterologie, Diabetologie und Ernährungsmedizin des St. Josefskrankenhaus in Heidelberg

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