Der menschliche Darm ist die Heimat von Gemeinschaften aus Mikroben, Bakterien und Pilzen. (Shutterstock)
Der menschliche Körper ist ein komplexer Organismus, der aus Billionen Zellen besteht. Aber nicht alle von ihnen sind Menschen – etwa die Hälfte davon sind Pilze, Mikroben und Bakterien. Wissenschaftler beginnen zu verstehen, wie und warum diese Gemeinschaften – sogenannte Mikrobiome – sind für das Funktionieren verschiedener Körpersysteme von entscheidender Bedeutung.
In dieser Folge von Die Gesprächswochesprechen wir mit drei Experten, die das Darmmikrobiom untersuchen: einem Gastroenterologen, einem Neurowissenschaftler und einem Bioingenieur.
Ihre Forschung untersucht, wie wichtig diese Mikrobiome sind, welche Beziehung zwischen Mikrobiomen und Wohlbefinden besteht und wie synthetisch hergestellte Mikroorganismen neue Therapieformen versprechen.
Partner in Sachen Gesundheit
Chris Damman ist Gastroenterologe und klinischer außerordentlicher Professor an der University of Washington, Washington. Damman untersucht, wie Mikrobiome im Darm – dem Verdauungssystem von Anfang bis Ende – mit anderen Körpersystemen kommunizieren. Er befasst sich insbesondere mit der Darm-Hirn-Achse.
Damman weist auf die Bedeutung des Darmmikrobioms hin, das „eine unglaublich wichtige Rolle bei der Verdauung unserer Nahrung spielt.“ Wir haben starke Enzyme, die unsere Bauchspeicheldrüse, unsere Leber, unser Magen und unsere Speicheldrüsen produzieren.“ er erklärt.
„Aber die Enzyme, die unser Körper produzieren kann, können nur eine begrenzte Menge leisten. Also der letzte Teil des Dünndarms, ähm, und der Dickdarm, der Dickdarm … dort ist das Mikrobiom wie unsere Partner für die Gesundheit und wandelt Ballaststoffe in Dinge wie Butyrat und andere kurzkettige Fettsäuren um.“
Die Untersuchung der Zusammensetzung und des Gleichgewichts des Darmmikrobioms zeigt zunehmend Zusammenhänge zwischen ihm und verschiedenen neurologischen Erkrankungen. Andrea Merchak, eine neue Postdoktorandin an der University of Florida, untersucht das Darmbiom, wie es verschiedene Erkrankungen beeinflusst und von diesen beeinflusst wird.
„Jemand mit Multipler Sklerose wird ein anderes Mikrobiom haben, als wenn er zum Zeitpunkt der Diagnose vollkommen gesund wäre, und dann wird sich dieses Mikrobiom im Spätstadium der Krankheit verändern.“
Merchak weist darauf hin, dass Multiple Sklerose aufgrund des Fortschreitens der Erkrankung Wissenschaftlern die Möglichkeit gibt, die Darm-Hirn-Achse zu untersuchen.
„Das passiert über einen wirklich langen Zeitraum, was bedeutet, dass wir sehr viel Zeit haben, einzugreifen und zu versuchen, das Geschehen zu stoppen“, sagt Merchak. „Wenn eine Person zum ersten Mal diagnostiziert wird, ist sie noch nicht unbedingt an einer schweren Behinderung angelangt … Wir können sie frühzeitig erkennen und versuchen, sie zu stoppen.“
Das Biom konstruieren
Während Wissenschaftler mehr über das Darmbiom und seinen Zusammenhang mit Krankheiten erfahren, beginnen sie auch damit, Möglichkeiten zu finden, die Zusammensetzung des Darmbioms zu beeinflussen, um andere und gesündere Ergebnisse zu erzielen.
Tae Seok Moon, Bioingenieur an der Washington University in St. Louis, Missouri, untersucht, wie synthetische Biologie im Darm eingesetzt werden kann. Er entwickelt Sensoren, die dabei helfen können, die Zusammensetzung des Darmbioms und verschiedener Mikrobengemeinschaften darin anzupassen.
„Was ich tun möchte, ist, dass es einige Enzyme gibt, die Serotonin abbauen oder synthetisieren“, sagt er. „Als Reaktion auf den Serotoninspiegel hätten Bakterien die Fähigkeit, die Serotoninkonzentration zu kontrollieren, indem sie ein Enzym produzieren, das Serotonin abbaut, wenn der Serotoninspiegel zu hoch ist.“
Wissenschaftler untersuchen, wie die Manipulation des Darmbioms bei der Behandlung verschiedener Erkrankungen helfen kann, doch Merchak weist darauf hin, dass dies nicht so einfach ist, wie es sich anhört.
„Wir wissen, dass sich die Zusammensetzung Ihres Darmmikrobioms verändert, wenn Sie Ihre Ernährung ändern. Wenn wir also letztendlich nützliche Bakterien finden, von denen wir glauben, dass sie für eine große Anzahl von Menschen vielversprechend sind, wird das im Allgemeinen mit einer Ernährungsumstellung einhergehen, um diese Populationen zu erhalten.“
Über den Autor
Nehal El-Hadi, Wissenschafts- und Technologieredakteurin und Co-Moderatorin des wöchentlichen Podcasts The Conversation, Das Gespräch und Mariwany reparieren, Produzent, The Conversation Weekly
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
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