Multiple Sklerose: Darmbakterien als Auslöser?

Zwei neue Studien liefern entscheidende Hinweise zur Entstehung der Multiplen Sklerose: Möglicherweise sind Darmbakterien, die jeder von uns in sich trägt, Auslöser der Erkrankung. Was bedeutet das für die MS-Therapie? Und was hat das mit Ernährung zu tun? Sehr viel.

Multiple Sklerose: Ursache unbekannt

Die Multiple Sklerose (MS) ist eine entzündliche, neurodegenerative Erkrankung des Zentralen Nervensystems, die meist im frühen Erwachsenenalter beginnt und an der alleine in Deutschland mehr als 200.000 Menschen erkrankt sind. Die Krankheit tritt auf, wenn das körpereigene Immunsystem essenzielle Strukturen der Nervenzellen, das sogenannte Myelin, angreift und zerstört. Trotz der hohen Prävalenz der Erkrankung und intensiver Forschung sind die eigentlichen Auslöser der Multiplen Sklerose bis heute nicht bekannt. Seit Jahren werden jedoch zahlreiche verschiedene Faktoren diskutiert, die zusammentreffen müssen, damit es im Einzelfall zur Auslösung der Multiplen Sklerose kommt.

Bei allen zugrunde liegenden Prozessen scheint das Immunsystem eine zentrale Rolle zu spielen, weshalb die Multiple Sklerose häufig auch als Autoimmunerkrankung bezeichnet wird. Eine wesentliche Bedeutung besitzen neben individuellen genetischen Faktoren auch Umweltfaktoren; besonders häufig diskutiert werden in diesem Zusammenhang Infektionen im Kindesalter, Vitamin D und ernährungsabhängige Einflüsse. Jetzt gibt es entscheidende neue Hinweise.

Natürliche Darmbakterien als Auslöser?

Obwohl inzwischen mehr als 200 Gene bekannt sind, die die Prädisposition eines Menschen für die Multiple Sklerose beeinflussen, fehlt bislang der Beweis für den zusätzlich erforderlichen, äußeren Einflussfaktor. Seit einigen Jahren geht die Forschung auf dieser Suche einem besonderen Verdächtigen nach: Möglicherweise sind es bestimmte Bakterienarten, die als Teil der früher so genannten „Darmflora“ in jedem von uns vorkommen können. Da Bakterien jedoch nicht Teil der Pflanzenwelt sind, bezeichnet man heute die Gesamtheit der Bakterien im Darm eines Individuums nicht mehr als Darmflora, sondern zutreffender als Mikrobiom (bzw. Mikrobiota).

Schon länger gibt es Hinweise darauf, dass bei entsprechender genetischer Prädisposition diese Bakterien eine Multiple Sklerose auslösen können. Die nun publizierten Studien zu diesem Themenkomplex liefern erneut deutliche Hinweise darauf, dass diese Hypothese zutreffen könnte: Die Ergebnisse einer internationalen Großarbeitsgruppe von den Max-Planck-Instituten für Neurobiologie und für Biochemie zeigen, dass die Darmflora von MS-Patienten im Tiermodell eine MS-ähnliche Hirnentzündung auslösen kann, wenn sie auf gesunde Tiere übertragen wird. Veröffentlicht wurden diese wegweisenden Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) (Berer et al. 2017).

Entscheidende Hinweise aus Zwillingsstudien

Die Forschungen aus der Arbeitsgruppe von Kerstin Berer vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried beruhen auf Zwillingsstudien: In den Fällen, wo ein MS-Patient einen eineiigen Zwilling besitzt, ist meist nur ein Zwillingsgeschwister erkrankt. Diese Beobachtung war schon länger Grundlage verschiedener Untersuchungen, denn sie ist ein starkes Indiz dafür, dass für die Auslösung einer Multiplen Sklerose neben der genetischen Ausstattung auch andere Einflüsse wirksam sind.

Im Rahmen der Studie wurden deutschlandweit 34 eineiige Zwillingspaare rekrutiert, von denen jeweils nur ein Zwilling an Multipler Sklerose erkrankt ist. Die Forscher gingen der Hypothese nach, dass individuelle Unterschiede in der Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms für die Entstehung bzw. Nicht-Entstehung einer Multiplen Sklerose entscheidend sein könnten. Seit Längerem gibt es deutliche Hinweise darauf, dass das individuelle Muster an Darmbakterien den Gehirnstoffwechsel direkt beeinflussen kann – und zwar nicht nur bei MS-Patienten (Wang & Kasper 2015).

Darmbakterien lösen Hirnentzündung aus

Im Rahmen der Studie übertrugen die Forscher die Darmbakterien der Zwillingspaare auf bestimmte Mäuse. Dabei zeigte sich: Jene Tiere, die die Darmbakterien der MS-erkrankten Zwillinge erhielten, erkrankten mehr als doppelt so häufig an einer MS-ähnlichen Hirnentzündung (spontane autoimmune Enzephalomyelitis) wie jene Tiere, die die Darmbakterien der nicht erkrankten Zwillingsgeschwister erhalten hatten. Diese Beobachtung liefert damit einen weiteren, deutlichen Hinweis auf die Bedeutung der Darmbakterien.

Die nächsten Untersuchungen werden nun darauf abzielen, jene Mikroorganismen innerhalb des gesamten Mikrobioms zu identifizieren, die als auslösende oder protektive Faktoren infrage kommen. Auch hierfür wurden von den Autoren der Studie bereits erste Verdächtige identifiziert; so zum Beispiel die Entzündungsprozesse regulierenden Akkermansia-Arten und die im Kontext von Autismus-Spektrum-Erkrankungen untersuchten Sutterella-Arten.

Welche Bakterien sind die Auslöser?

Diese Ergebnisse ergänzen damit die Ergebnisse einer weiteren aktuellen Studie: Die Forschergruppe um Egle Cekanaviciute von der University of California verglichen hierbei das Spektrum der Darmbakterien von 71 MS-Patienten und 71 Gesunden. Dabei fanden sich auf den ersten Blick keine großen Unterschiede zwischen beiden Gruppen. In der Detailanalyse zeigte sich aber, dass bei den MS-Patienten die beiden Bakterienarten Akkermansia muciniphila und Acinetobacter calcoaceticus signifikant häufiger vorkamen als bei der gesunden Vergleichsgruppe, während die Bakterienart Parabacteroides distasonis bei den MS-Patienten reduziert war.

Dies könnte ein Zufall sein, doch gerade diese drei Bakterienarten sind maßgeblich an der Regulation von Entzündungsprozessen beteiligt. Auch hier übertrugen die Forscher die Darmbakterien der MS-Patienten auf Mäuse – und diese Mäuse zeigten ebenfalls MS-ähnliche Symptome und charakteristische Veränderungen des Immunsystems.

Akkermansia: Vorteil bei der Krebstherapie?

Doch in spezifischen Situationen scheint das Vorkommen von Akkermansia muciniphila im Darm auch Vorteile zu haben: So konnte für Patienten mit Nieren-, Lungen- und Hautkrebs gezeigt werden, dass sie besser auf eine onkologische Immuntherapie (PD-1-Blocker) ansprechen, wenn sie besonders großes Mengen dieses Bakteriums im Darm haben. Wurden vor der Tumortherapie dagegen Antibiotika angewendet, die Akkermansia muciniphila reduzierten, war die Wirksamkeit der Tumortherapie reduziert (Routy et al. 2018, Matson et al. 2018, Gopalakrishnan et al. 2018).

Darmbakterien beeinflussen unser Gehirn

Aktuell ist es ein wissenschaftlicher Trend, in Korrelationsanalysen zu zeigen, dass sich die Zusammensetzung der Darmbakterien bei verschiedenen Erkrankungen von dem Mikrobiom gesunder Menschen unterscheidet: Dies konnte inzwischen nicht nur bei Patienten mit Adipositas, Diabetes oder Gicht nachgewiesen werden; auch für zahlreiche neurologisch-psychiatrische Erkrankungen wie Autismus-Spetrum-Erkrankungen, Depressionen und eben Multiple Sklerose wurden signifikante Unterschiede zwischen der Mikrobiom-Zusammensetzung von Gesunden und Erkrankten gezeigt.

Die Hinweise darauf, dass es einen direkten Einfluss der menschlichen Darmbakterien nicht nur auf Verdauung und Stoffwechsel, sondern auch auf das zentrale Nervensystem und die Hirnfunktion gibt, sind zahlreich. Eine sehr gute Übersicht zum aktuellen Wissensstand der Interaktionen zwischen Darmbakterien und Gehirn, der sogenannten Darm-Gehirn-Achse (gut brain axis), findet sich bei Wang & Kasper (2015).

Nahrung beeinflusst Darmbakterien

Und wovon hängt es ab, wer von uns welche Darmbakterien in sich trägt? Richtig – von unserer Ernährung. Denn wie kürzlich in einer NATURE-Publikation (David et al. 2014) gezeigt wurde, liefert unsere individuelle Lebensmittelauswahl das selektive Substrat für unsere Darmbakterien – und je nach Zusammensetzung und Zubereitung unserer Nahrung beeinflussen wir damit ganz direkt, welche Bakterien sich in unserem Darm ansiedeln und welche nicht.

Und da diese Bakterien dann über ihre Stoffwechselprodukte unseren Hirnstoffwechsel beeinflussen, ist der Titel der vieldiskutierten Publikation von Lima-Ojeda zutreffend: „I am I and my bacterial circumstances“. Was ich bin und was mein Gehirn ausmacht, hängt maßgeblich von meinen Darmbakterien ab – und damit davon, was ich esse. Auch über den Zusammenhang von Darmbakterien und Bluthochdruck oder Autismus wird zunehmend diskutiert.

Erstmals kausaler Zusammenhang gezeigt

So verblüffend solche Ergebnisse auf den ersten Blick auch sein mögen – einen Kausalzusammenhang beweisen diese Korrelationsanalysen in aller Regel nicht. Wenn sich die Zusammensetzung des Mikrobioms depressiver Menschen von jener nicht-depressiver Menschen signifikant unterscheidet, dann sagt das streng genommen wenig aus: Die Veränderung des Mikrobioms muss nämlich nicht zwangsläufig die Erkrankungsursache sein, sondern sie könnte auch umgekehrt als Folge der Erkrankung auftreten.

Die hier diskutierten, aktuellen Studien sind daher von ganz besonderer Bedeutung: Sie zeigen eben nicht nur eine Korrelation zwischen Darm-Mikrobiom und Multipler Sklerose, sondern sie belegen erstmals einen kausalen Zusammenhang zwischen Darmbakterien und der MS-Entstehung – bislang zwar nur bei Mäusen, aber dies in einem sehr validen Setting. In der Tat könnten also bestimmte Darmbakterien dazu führen, dass bei bestehender genetischer Prädisposition eine Multiple Sklerose ausgelöst wird.

Ernährung als Ursache der Multiplen Sklerose?

Weltweite Todesfälle durch Multiple Sklerose, pro eine Million Menschen. Als mögliche Ursachen der erheblichen geographischen Unterschiede werden auch Ernährungsfaktoren und Lebensmittelhygiene diskutiert. Quelle: By Chris55 – Data from World Health Organization Estimated Deaths 2012 Vector map from BlankMap-World6, compact.svg by Canuckguy et al., CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=50320844

Doch was haben diese Ergebnisse nun mit Ernährung zu tun? Tatsächlich entscheiden wir mit unserer Nahrungsauswahl darüber, welche Bakterien sich in unserem Darm ansiedeln – und welche nicht. Mit unseren Lebensmitteln liefern wir das Substrat des Darm-Mikrobioms und können so die Zusammensetzung dieses komplexen Ökosystems maßgeblich beeinflussen; das haben frühere Studien umfassend gezeigt.

Die Konsequenzen für MS-Prävention und -Therapie stehen hier erst am Anfang. Möglicherweise liegt die Erklärung der Beobachtungen, dass meist nur einer von zwei eineiigen Zwillingen an Multipler Sklerose erkrankt oder dass die Multiple Sklerose in unterschiedlichen Regionen der Welt unterschiedlich weit verbreitet ist, in den unterschiedlichen Nahrungsfaktoren – die dann darüber entscheiden, welche Bakterien sich in unserem Darm vermehren. Sobald die für die MS-Entstehung maßgeblichen Bakterienarten identifiziert sind, wird untersucht werden, wie die Ernährungseinflüsse auf eben diese Bakterienarten sind. Umgekehrt könnte man sich für die MS-Therapie vorstellen, diese auslösenden Bakterien im Darm gezielt zu beseitigen – möglicherweise mit spezifischen Antibiotika.

Therapie durch Stuhltransplantation?

Doch hieraus ergibt sich auch eine weitere wichtige Implikationen: Manche Menschen haben vor dem Hintergrund dieser Ergebnisse bereits die Idee, Multiple Sklerose dadurch zu heilen, indem man MS-Patienten das Darm-Mikrobiom von Gesunden in Form einer „Stuhltransplantation“ überträgt – das klingt unappetitlich, als Methode wird die Stuhltransplantation in verschiedenen Bereichen der Gastroenterologie aber bereits jetzt angewendet.

Doch für die MS-Therapie ist das ferne Zukunftsmusik. Umgekehrt zeigen die aktuellen Ergebnisse aber auch, dass eine solche Stuhltransplantation, die zur Therapie anderer Erkrankungen eingesetzt wird, möglicherweise gravierende Nebenwirkungen haben könnte – denn dabei können natürlich auch potenziell Bakterien übertragen werden, die als MS-Auslöser fungieren.

Zusammenhang mit Antibiotika im Kindesalter?

Doch angesichts dieser neuen, faszinierenden Studiendaten ergibt sich eine weitere Verbindung: Ebenso, wie bestimmte Infektionen mit Parasiten einen protektiven Effekt auf die MS-Entstehung haben könnten, gibt es umgekehrt eine Korrelation zwischen Infektionen im Kindesalter und einer späteren MS-Entstehung; hierbei werden verschiedene bakterielle und virale Infektionen diskutiert (Libbey et al. 2013).

Vor dem Hintergrund der neuen Studien wäre aber auch ein anderer Effekt denkbar: Möglicherweise sind gar nicht die Infektionen im Kindesalter die eigentliche Ursache, sondern die Therapie dieser Infektionen mit Antibiotika. Denn Antibiotika sind dafür bekannt, dass sie nicht nur kurzfristige Nebenwirkungen wie Durchfälle und Übelkeit auslösen: Die Anwendung von Antibiotika bei Kindern kann die Zusammensetzung des Mikrobioms im Darm langfristig und nachhaltig verändern (Korpela et al. 2016). Möglicherweise sind es erst diese Veränderungen, die im Darm ideale Wachstumsbedingungen für jene Bakterienarten schaffen, die dann als Auslöser einer Multiplen Sklerose fungieren.

Fazit: Großer Schritt für zukünftige Ansätze

Die Ergebnisse der beiden aktuellen Studien zum Zusammenhang zwischen Darmbakterien und MS-Entstehung sind sicherlich richtungsweisend. Nun müssen sie reproduziert, bestätigt und erweitert werden. Im nächsten Schritt müssen dann – falls überhaupt möglich – die relevanten Bakterienarten identifiziert werden. Daraus können dann Schlussfolgerungen für innovative Therapieansätze und möglicherweise auch für die MS-Prävention gezogen werden.

Schon jetzt zeigen diese Ergebnisse aber eines ganz deutlich: Darmbakterien beeinflussen unsere gesamte Gesundheit, und ihre Wirkungen sind keineswegs auf den Darm beschränkt. Und entscheidend dafür, welche Darmbakterien wir in uns tragen, ist unsere Ernährung.

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