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Fragen und Antworten: Die Zukunft der Probiotika
Probiotika – die Aufnahme lebender Mikroben zur Förderung der Gesundheit – könnten in Reformhäusern, die esoterische Joghurtmarken kaufen, Bilder von alternden Hippies heraufbeschwören. Tatsächlich zeigen jedoch neue wissenschaftliche Daten, wie probiotische Behandlungen sowohl die Millionen von Mikroben in unserem Darm als auch die Gesundheit ihres menschlichen Wirts positiv beeinflussen können. Anfang dieser Woche hat eine von den National Institutes of Health einberufene Konferenz den Zustand dieses wachsenden medizinischen Bereichs untersucht. Eine Mischung aus Immunologen, Mikrobiologen, Ernährungswissenschaftlern, Klinikern und sogar Mitgliedern des Verteidigungsministeriums kam in ein Hotel in Rockville, MD, um die Auswirkungen der neuesten klinischen Studien zu Probiotika zu untersuchen.
Jeff Gordon
Studien an Tieren, die in sterilen Umgebungen aufgezogen wurden, haben gezeigt, dass Mikroben im Darm eine wichtige Rolle sowohl bei der Entwicklung des Immunsystems als auch bei der Verdauung selbst spielen. (Siehe Unsere mikrobielle Menagerie.) Menschen versuchen seit Hunderten von Jahren, diese Gemeinschaften zum Besseren zu formen, indem sie fermentierte Lebensmittel voller Bakterien wie Joghurt zu sich nehmen. Aber erst vor kurzem wurden Probiotika strenger auf eine Reihe von Gesundheitszuständen getestet, darunter Allergien, Morbus Crohn und Durchfall. Da diese Studien jedoch unterschiedliche Formulierungen verwendet haben und in ihrer Größe begrenzt waren, haben sie gemischte Ergebnisse geliefert. Sowohl Wissenschaftler als auch Ärzte hoffen, dass eine bessere Charakterisierung und ein besseres Verständnis der in uns lebenden mikrobiellen Gemeinschaften dazu beitragen könnten, diese Studien zu gestalten und zu interpretieren und schließlich eine neue Ära in der mikrobiellen Medizin einzuleiten.
Eine der größten Einschränkungen bei der Untersuchung der Wirkung von Probiotika ist die Unfähigkeit, die meisten Magen-Darm-Mikroben im Labor zu züchten. Aber neue Technologien, die DNA-Analysen verwenden, um die Mikroben des Darms zu untersuchen, ohne sie zu kultivieren – ein Ansatz, der als Metagenomik bekannt ist – bieten Forschern einen alternativen Ansatz. (Siehe Metagenomics Defined .) Eine wachsende Zahl von Studien, die in den letzten zwei Jahren veröffentlicht wurden, zeigen eine erstaunliche Vielfalt unserer mikrobiellen Bewohner: Menschen beherbergen 100 bis 1.000 verschiedene Arten von Bakterien in ihrem Darm, und mit jeder neuen untersuchten Person werden zusätzliche Sorten entdeckt. Derzeit laufen Projekte, um zu untersuchen, wie verschiedene Faktoren, einschließlich Krankheiten und probiotische Behandlungen, diese Gemeinschaften formen.
Jeff Gordon , Mikrobiologe an der Washington University in St. Louis und Organisator der Konferenz, ist führend in metagenomischen Studien des menschlichen Darms. Er sprach mit Technologieüberprüfung darüber, wie diese neuen Technologien die mikrobielle Hausapotheke der Zukunft gestalten könnten.
KINDER : Stehen wir vor einer Revolution bei Probiotika?
JG : Ich würde es als schnelle Entwicklung bezeichnen. Probiotika gibt es schon seit Jahren, und die Fragen, die wir uns stellen – wie zum Beispiel, was mikrobielle Gemeinschaften formt – sind sehr alte Fragen, die seit der Geburt der Mikrobiologie gestellt wurden. Was sich geändert hat, sind die Arten von Werkzeugen und experimentellen Systemen, die wir benötigen, um sie zu untersuchen. Wir verfügen über neue Sequenzierungstechnologien und Metagenomik, gnotobiotische [mikrobenfreie] Tiere, transgene Mäuse und ausgeklügelte Methoden der metabolischen Profilerstellung.
KINDER : Wie verändern diese Technologien unser Denken über Probiotika?
JG : Wenn wir versuchen wollen, die mikrobielle Gemeinschaft im Darm absichtlich zu verändern, müssen wir sie besser verstehen.
Ich denke, das Zusammentreffen von metagenomischen und anderen Faktoren ermöglicht es uns, die Frage nach dem Wirkmechanismus zu beantworten. Wie allgemein sind die Effekte? Welche Auswirkungen haben sie auf die mikrobielle Ökologie des Darms und auf den Wirt? Bestimmen zwischenmenschliche Unterschiede in der mikrobiellen Ökologie des Darms die Wirksamkeit von Probiotika?
Wir beschreiben zunächst, welche Mikroben auf Organismen- und Genebene vorhanden sind, und betrachten dann die Funktion dieser Gemeinschaften. Dies wird eine beispiellose Gelegenheit bieten, die Umstände zu bestimmen, unter denen eine Person lebende Mikroben konsumieren sollte.
KINDER : Wie wird sich dies auf die Entwicklung von Probiotika als Produkte auswirken? Die meisten aktuellen Studien – und mit Probiotika gekennzeichnete Lebensmittel – enthalten nur einen oder wenige Bakterienstämme.
JG : Wir müssen uns Mikroben als Teil einer Gemeinschaft mit Eigenschaften vorstellen, die aus dieser Gemeinschaft resultieren. Die Arten von Verbindungen, die eine Gemeinschaft herstellt, können vom Wirt beeinflusst werden, sodass Produkttypen entstehen können, die möglicherweise nur sichtbar werden, wenn Sie die gesamte Gemeinschaft studieren.
KINDER : Mehrere Studien haben die probiotische Behandlung bei Schwangeren und Neugeborenen untersucht, und vorläufige Erkenntnisse deuten darauf hin, dass dies einen langfristigen Einfluss auf die Verringerung einiger Allergien haben könnte.
JG : Es kann eine kritische Phase in der Entwicklung geben, um das mikrobielle Profil einer Person zu bestimmen. Wir müssen anfangen darüber nachzudenken, welche Kräfte die Gemeindeversammlung formen. Es kann ein dynamisches Zusammenspiel zwischen Mikroben und Nahrung geben, das sich langfristig auf den Wirt auswirken könnte.
KINDER : Ihr Labor hat zuvor gezeigt, dass fettleibige und schlanke Menschen Unterschiede in ihrer mikrobiellen Population aufweisen, die sich darauf auswirken, wie effizient Lebensmittel verdaut werden. An was arbeitest du jetzt?
JG : Mein Labor versucht, das menschliche Darmmikrobiom in den Kontext der Evolution zu stellen. Wie wurde sie von der Evolution geprägt? Ändert es sich mit unserem sich schnell ändernden Lebensstil? Wir schließen gerade eine große globale Studie über den Darm von Säugetieren ab, einschließlich Arten nichtmenschlicher Primaten, Fleischfresser, Pflanzenfresser und Allesfresser.