Genomvielfalt menschlicher Darmbakterien sequenziert
Schlaue, EU-finanzierte Forscherköpfe melden Neuigkeiten aus dem Bauch heraus: Die Genome der in unserem Darmtrakt lebenden Mikrobengemeinschaft konnten mit großem Erfolg sequenziert werden. Die Studie liefert neue Erkenntnisse zum Einfluss dieser Mikroben auf unsere Gesundheit und könnte die Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten und diagnostischer Tests für eine Vielzahl von Krankheiten anstoßen. Die in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Arbeit stellt die ersten wichtigen Ergebnisse des EU-finanzierten METAHIT-Projekts ("Metagenomics of the human intestinal tract") vor, das unter dem Thema "Gesundheit" des Siebten EU-Rahmenprogramms (RP7) mit Mitteln in Höhe von 11,4 Mio. EUR gefördert wird. Der menschliche Körper beheimatet einige Hundert Billionen Mikroben, von denen die meisten in den einzelnen Abschnitten unseres Darms leben, wo sie einen lebenswichtigen Beitrag zu unserer Gesundheit leisten, indem sie Toxine abbauen, Vitamine und Aminosäuren herstellen sowie unser Immunsystem stärken. Trotz der Bedeutung dieser winzigen Mitbewohner für unser Wohlbefinden war bisher nur wenig über die Gemeinschaft "freundlicher Bakterien" in unseren Gedärmen bekannt. Die METAHIT-Forscher analysierten in dieser Studie die in Kotproben von 124 erwachsenen Europäern vorgefundene mikrobielle DNA. Die Studienteilnehmer kamen aus Dänemark und Spanien; dazu zählten sowohl Menschen mit Normalgewicht als auch übergewichtige und fettleibige Probanden. Einige von ihnen litten außerdem an entzündlichen Darmerkrankungen (CED). Im Laufe der Forschung sequenzierte das Team 576,7 Gigabasen genetisches Material - mehr als in jeder anderen ähnlichen Studie je zuvor. In diesem mikrobiellen Gen-Set identifizierten die Forscher 3,3 Millionen Gene; rund 150-mal mehr als der Mensch besitzt. Über 99 Prozent der Mikrobenarten aus den Proben ließen sich den Bakterien zuordnen. 1.150 Arten konnten identifiziert werden, von denen viele den Wissenschaftlern völlig neu waren. Jeder einzelne Proband beherbergte mindestens 160 Mikrobenarten in seinem Bauch - die Forscher waren einigermaßen überrascht, feststellen zu können, dass die in den Proben vorgefundenen bakteriellen Lebensgemeinschaften einander doch ziemlich ähneln. Wie Jeroen Raes von der Freien Universität Brüssel (VUB) in Belgien erklärt, besteht die menschliche Darmflora aus zwei Komponenten: einer "Kern"-Gruppe, die bei allen vorkommt, und einer anderen Gruppe, die von Mensch zu Mensch variiert. "Dieser variable Teil lässt uns darauf hoffen, Erklärungen dafür zu finden, warum einige Leute an Darmerkrankungen leiden oder zu Fettleibigkeit neigen." "Wir können bereits einen Zusammenhang zwischen einer irregulären Darmflora und bestimmten Darmerkrankungen wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa erkennen. Wir hoffen mit dieser Forschung auf ein tiefer gehendes Verständnis für Darmkrankheiten bzw. auf einen Beitrag zur Entwicklung neuer Therapien." Die Kerngruppe der in allen Proben enthaltenen Gene enthält die Gene, die unsere Bakterien benötigen, um komplexe Kohlenhydrate aufzubrechen, Vitamine und Aminosäuren zu synthetisieren und im eher ungemütlichen Umfeld des menschlichen Darms zu überleben, wo ein niedriger pH-Wert herrscht und es an Sauerstoff mangelt. Zukünftig würden die Wissenschaftler gern erforschen, ob diese wesentlichen Gene bei den gleichen Arten von Bakterien auch in verschiedenen Menschen zu finden sind. Außerdem sind detaillierte Vergleiche der Bakteriengene der Versuchsteilnehmer geplant, die die Proben zur Verfügung gestellt hatten. "Wenn wir die Kombination der Gene kennen, die für die richtige Balance der mikrobiellen Darmflora notwendig ist, dann können wir künftig Stuhlproben - nichtinvasiv und leicht zu gewinnen - als Maß des Gesundheitszustands nutzen", kommentiert Peer Bork vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) in Deutschland. "Vielleicht können wir eines Tages dann bestimmte Gesundheitsprobleme ganz einfach behandeln: Man müsste nur einen Joghurt mit dem richtigen Bakterienmix essen." "Über die Schaffung eines umfassenden Blicks auf die menschlichen Darmbewohner hinaus, ermöglicht uns der hier angefertigte ausführliche Genkatalog zukünftige Studien zur Assoziation der Mikrobengene mit menschlichen Phänotypen, und zudem mit allgemeineren Faktoren wie den menschlichen Lebensgewohnheiten unter Berücksichtigung der Umwelt - einschließlich Ernährung - von der Geburt bis ins hohe Alter", schließen die Forscher. "Wir gehen davon aus, mit dieser Studie zu einem viel umfassenderen Verständnis der menschlichen Biologie zu gelangen, als wir es derzeit haben." Ziel des METAHIT-Projekts ist die Charakterisierung der Gene und der Funktionen der Mikroben, die in unserem Darm leben, sowie auch Untersuchungen dazu, wie diese die menschliche Gesundheit beeinträchtigen. Das auf vier Jahre angelegte Projekt startete 2008 und vereint 14 Partner aus China, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Italien, den Niederlanden, Spanien und dem Vereinigten Königreich.
