Aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen verdeutlichen die weitreichende Bedeutung des menschlichen Darmmikrobioms für die Entstehung und den Verlauf zahlreicher chronischer Erkrankungen.
Ein Review-Artikel der Forscher Deepak Joshi und Komal Chauhan vom indischen NIFTEM-Institut, veröffentlicht in der Fachzeitschrift „Discover Biotechnology“, hebt hervor, dass der Genpool des Darmmikrobioms etwa 150-mal größer ist als das menschliche Genom.
Mit über 100 Billionen Mikroben stellt der Darm ein komplexes Ökosystem dar, dessen Stoffwechselprodukte direkt mit Diabetes sowie Herz- und Hirnerkrankungen in Verbindung gebracht werden.
Metabolische Prozesse und kardiovaskuläre Risiken
Ein zentraler Akteur in der Kommunikation zwischen Darm und Herz-Kreislauf-System ist laut Joshi und Chauhan das Stoffwechselprodukt Trimethylamin-N-oxid (TMAO). Dieses entsteht im Körper aus Cholin, Carnitin und Betain. Eine Meta-Analyse von 18 Beobachtungsstudien ergab demnach, dass die Konzentration von TMAO dosisabhängig mit dem Risiko für Hypertonie assoziiert ist.
Parallel dazu untersuchten Forscher um Antonio Molinaro, Paul Richard Braadland und Gianluca Carpino in einer in „Nature Metabolism“ veröffentlichten Studie den Einfluss von Imidazolpropionat. Dieser Metabolit wird von Darmbakterien aus der Aminosäure Histidin gebildet. Bei Patienten mit primär sklerosierender Cholangitis (PSC) wurden erhöhte Werte dieses Stoffes festgestellt.
In Cholangiozyten aktiviert Imidazolpropionat den p38-MAPK-Signalweg, was Entzündungen und Fibrose fördert. Da es für PSC bisher keine zugelassene Therapie gibt und oft nur eine Lebertransplantation als definitive Behandlung verbleibt, bieten diese Erkenntnisse neue Ansatzpunkte für die Forschung.
Auch bei der Entstehung von Atherosklerose spielt das Immunsystem im Umfeld der Gefäße eine Rolle. Eine Studie von Zhang C et al. (LMU München und Sun-Yat-Sen-Universität Guangzhou) identifizierte in der Adventitia atherosklerotischer Gefäße tertiäre lymphoide Organe. Diese bilden B-Zellen, die hochaffine Autoantikörper gegen Histon 2B produzieren. In einer klinischen Untersuchung mit 495 Personen in Guangzhou korrelierten diese Antikörper-Titer positiv mit der Aortenverkalkung.
Inflammation und das Immunsystem im Fokus
Das spanische Forschungsnetzwerk Red Española de Enfermedades Inflamatorias (REI), das 33 Gruppen und über 400 Forscher umfasst, analysierte in einem Review bis Januar 2025 insgesamt 165 Studien.
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Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Dysbiose und die damit verbundene reduzierte Produktion kurzkettiger Fettsäuren wie Butyrat, Propionat und Acetat die Darmpermeabilität erhöhen. Dies führt zu systemischen Entzündungen, die bei Erkrankungen wie Multipler Sklerose, rheumatoider Arthritis, Asthma und verschiedenen Augenerkrankungen wie dem Glaukom beobachtet werden.
In der Onkologie diskutierten Laura A. Bolte, Johannes R. Björk und Thomas Vogl in „Cell Host & Microbe“ das sogenannte Adipositas-Paradoxon. Demnach wird das bessere Ansprechen übergewichtiger Patienten auf Checkpoint-Inhibitoren vermutlich nicht durch das Körpergewicht selbst, sondern durch diätabhängige Interaktionen mit dem Darmmikrobiom gesteuert.
Ergänzend dazu zeigte eine Studie der JLU Gießen unter Leitung von Prof. Elke Roeb, dass die Konzentration des Zytokins IL-13 bei stark übergewichtigen Menschen nach einer Gewichtsabnahme deutlich anstieg. Im Mausmodell führte ein Mangel an IL-13 zu einer verstärkten Fettansammlung in der Leber und einer beeinträchtigten Fettsäureverbrennung.
Auswirkungen auf Neurologie und psychische Gesundheit
Die Darm-Hirn-Achse steht ebenfalls im Zentrum aktueller Analysen. Untersuchungen von Xi Wang et al. bei unmedizierten depressiven Jugendlichen zeigten eine reduzierte Abundanz von Bacteroidetes.
Zudem waren die Indol-Derivate IAA, IPA und IAld im Stuhl deutlich erniedrigt und korrelierten negativ mit der Schwere der Depression. Mechanistisch aktivieren diese Indole den AhR-Signalweg, der die Neurogenese fördert und Entzündungsprozesse im Gehirn ausbalanciert.
Auch bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson lieferten Experimente von Joshi und Chauhan wichtige Hinweise. Ein fäkaler Mikrobiom-Transfer (FMT) von Parkinson-Patienten auf keimfreie Mäuse verstärkte motorische Defizite deutlich stärker als ein Transfer von gesunden Spendern.
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Statistische Relevanz und neue therapeutische Ansätze
Die statistische Bedeutung des Mikrobioms wurde in einer Studie von Eriksen et al. an 1.199 dänischen Erwachsenen untermauert. Die Zusammensetzung der Darmflora erklärte für 97 Prozent der untersuchten Zytokine mehr Varianz als das chronologische Alter.
Ein spezifischer Bakterientyp, der Bacteroides-2-Enterotyp, der bei etwa 17 Prozent der Stichprobe vorkam, war mit höheren Entzündungswerten und einem niedrigeren HDL-Cholesterinspiegel assoziiert. In einer Langzeitanalyse über acht Jahre zeigte sich für Teilnehmer mit diesem Profil ein um 21 Prozent erhöhtes relatives Risiko für spätere Krankenhausdiagnosen.
In Hinblick auf künftige Therapien berichtet Dario Ummarino in „Nature Biotechnology“ über Ansätze mit gentechnisch veränderten probiotischen Bakterien. Forscher um Guan und Kollegen entwickelten ein glucose-responsives System in E. coli, das den physiologischen Bedarf an GLP-1 bei Diabetes besser nachbilden kann als herkömmliche kontinuierliche Hochdosis-Therapien, wodurch Nebenwirkungen reduziert werden könnten.
