Die Keime des menschlichen Darms beeinflussen die Gesundheit erheblich. Verstanden sind die komplizierten Zusammenhänge zwischen dem Mikrobiom und der Entstehung von Krankheiten bisher aber allenfalls in Ansätzen. Der schwedischen Bioinformatikerin Dr. Sofia Forslund, die in Berlin forscht, ist es einmal mehr gelungen, Veränderungen im komplexen Zusammenspiel der Darmkeime aufzuspüren, die offenbar entscheidend zur Entwicklung der großen Volkskrankheiten beitragen.
Die DZHK-Wissenschaftlerin leitet am Experimental and Clinical Research Center (ECRC) die Arbeitsgruppe „Wirt-Mikrobiom Faktoren in Herz-Kreislauferkrankungen“. Das ECRC ist eine gemeinsame Einrichtung des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) und der Charité – Universitätsmedizin Berlin.
Mit einem internationalen Team aus 62 weiteren Forschern und Forscherinnen beschreibt Sofia Forslund mehrere Abweichungen im Mikrobiom des Darms, die an der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beteiligt sind. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der koronaren Herzkrankheit (KHK). Dabei sind die Gefäße, die den Herzmuskel mit Sauerstoff versorgen, verengt. Die KHK gilt als die häufigste Todesursache in den westlichen Ländern. Die Arbeit der Forscher könnte neue Wege zur Prävention von Herzleiden eröffnen.
Für die Studie rekrutierten die Forschenden 1.241 Europäerinnen und Europäer mittleren Alters, darunter gesunde Menschen und Patienten mit KHK in drei Krankheitsstadien – einem akuten Koronarsyndrom, einer chronischen KHK oder KHK mit begleitender Herzinsuffizienz. Außerdem waren auch Patienten ohne KHK, aber mit metabolischen Erkrankungen wie Adipositas oder Typ-2-Diabetes dabei.
Mikrobiom wahrscheinliche schon früh an Entstehung von Herzkrankheiten beteiligt
Bei allen Probanden wurde das Metagenom des Darms sowie das Metabolom des Bluts und des Urin analysiert. Das Metagenom enthält die genomischen Informationen aller Mikroorganismen, die den Darm besiedeln; das Metabolom umfasst alle am Stoffwechsel beteiligten Moleküle. „Wir haben festgestellt, dass – wenn wir den Lebensstil und die Auswirkungen von Medikamenten berücksichtigen – etwa drei Viertel der Mikrobiom- und Metabolom-Merkmale, die Menschen mit KHK von gesunden Personen unterscheiden, auch bei Menschen mit Stoffwechselerkrankungen vorhanden sind“, sagt Forslund. „Das deutet darauf hin, dass sich das Mikrobiom und das Metabolom schon lange vor dem offensichtlichen Beginn eines Herz-Kreislauf-Leidens verändern, nämlich bereits in den Vorstufen einer Stoffwechselerkrankung.“ Das wiederum spreche stark dafür, dass das Mikrobiom schon zu einem frühen Zeitpunkt an der Entstehung von Herzkrankheiten beteiligt sei.
In einem weiteren Schritt analysierte das Team um Forslund Mikrobiom- und Metabolom-Merkmale, die spezifisch für die KHK und die drei untersuchten Krankheitsstadien sind – um exakte Diagnosen künftig zu erleichtern. „Zudem wollten wir herausfinden, inwieweit diese Signaturen mit einer Änderung der Medikation in Zusammenhang stehen“, sagt Forslund. „Was uns bei all unseren Analysen besonders überrascht hat, war die Beobachtung, dass sich einige Auffälligkeiten, die wir im akuten Krankheitsfall finden, anscheinend bei chronischen Zuständen wieder normalisieren“, berichtet die Forscherin. Diese Abweichungen wolle sie sich noch genauer ansehen: „Sie zu beseitigen, könnte helfen, eine akut erkrankte Person zu stabilisieren.“
Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse nach Ansicht von Forslund, dass bei künftigen klinischen Studien Vorsicht geboten sei. „Viele der Signaturen, die wir gefunden haben, sind nicht spezifisch für Herz-Kreislauf-Erkrankungen“, sagt sie. Das müsse man bei weiteren Untersuchungen mit Patienten berücksichtigen. Forslund sieht auch die Grenzen ihrer aktuellen Arbeit: „Da es sich um eine Querschnittsstudie handelt, können wir keine Kausalität nachweisen, sondern nur Assoziationen aufzeigen.“
Nun bleibe abzuwarten, ob Längsschnittdaten die Ergebnisse bestätigen. „Liefern soll solche Daten zum Beispiel die Berliner BeLOVE-Studie, für die wir rund 10.000 Patientinnen und Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen rekrutieren“, sagt Forslund. Erste Resultate der Studie, an der neben dem MDC die Charité und das Berlin Institute of Health (BIH) beteiligt sind, erwartet die Forscherin in einigen Jahren. Gespannt ist Forslund zudem auf die Daten einer weiteren Untersuchung. Dafür analysiert sie derzeit gemeinsam mit Kollegen das Mikrobiom von Patienten mit Herzinsuffizienz, bei denen die Pumpleistung des Herzens eingeschränkt ist.
Publikation: Sofia K. Forslund et al (2022): „Microbiome and Metabolome Features of the Cardiometabolic Disease Spectrum”, in: Nature Medicine, DOI: 10.1038/s41591-022-01688-4
Quelle: Pressemitteilung Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC)
