Neue Therapien könnten die Anpassungen von Darmbakterien unterbinden, dank derer sie in entzündeten Regionen überleben können
Die Evolutionsmedizin untersucht, wie evolutionäre Prozesse Gesundheit und Krankheit beeinflussen können. Erkenntnisse aus dieser Forschung können genutzt werden, um neue Ansätze zur Therapie chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen zu entwickeln. Neueste Studien von Mitgliedern des Exzellenzclusters -Precision Medicine in Chronic Inflammationvom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel zeigen, dass eine evolutionäre Perspektive erhebliches Potenzial hat, um die Behandlungsoptionen für Erkrankungen wie chronischer Darmentzündungen zu erweitern.
2023 hat das Forschungsteam herausgefunden, dass sich Darmbakterien wie Escherichia coli in entzündlichen Umgebungen rasch genetisch anpassen und dadurch beweglicher und aggressiver werden. Diese Anpassungen fördern das Éberleben und die Verbreitung der Bakterien im Darm und könnten bei Menschen mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen eine zentrale Rolle spielen. In einer aktuellen Ébersichtsarbeit, in der die Studie mit weiteren Arbeiten internationaler Forschungsgruppen verglichen wird, verdeutlichen die Forschenden nun das Potenzial der Evolutionsmedizin für die Behandlung chronischer Darmentzündungen.
Schnelle Anpassung der Darmbakterien
Die aktuellen Ergebnisse zeigen, wie rasch sich Darmbakterien an entzündliche Umgebungen anpassen können. Sie verändern sowohl ihr genetisches Erbgut als auch ihre äußeren Eigenschaften - Veränderungen, die sowohl in Tierversuchen als auch bei Menschen mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen beobachtet wurden. Eine zentrale Erkenntnis ist, dass bestimmte Bakterien, wie Escherichia coli, genetische Anpassungen durchlaufen, wenn sie entzündlichen Bedingungen ausgesetzt sind, wodurch sie beweglicher und aggressiver werden. Diese Veränderungen helfen den Bakterien, sich im Darm besser auszubreiten und zu überleben - Eigenschaften, die auch bei Menschen mit chronischen Darmentzündungen festgestellt wurden.Ebenso zeigt sich, dass Bakterien in entzündlichen Umgebungen stressresistente Eigenschaften entwickeln, die durch genetische Anpassungen gefördert werden. Dies deutet darauf hin, dass Entzündungen Bakterien begünstigen, die widerstandsfähiger gegenüber harschen Bedingungen sind. -Interessanterweise zeigten Experimente mit Mäusen , dass bestimmte Nährstoffe wie Vitamin B6 schädliche Anpassungen der Bakterien verhindern können-, sagt John Baines, Vorstandsmitglied des Exzellenzclusters, Leiter der Arbeitsgruppe -Evolutionsmedizinam Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie und für Evolutionäre Medizin der Universität Kiel. Bei Mäusen mit entzündungsfördernden Darmbakterien führt die Gabe von Vitamin B6 zur Entstehung weniger aggressiver, stressresistenter Bakterienstämme. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass gezielte Ernährung eine Möglichkeit bieten könnte, unerwünschte Bakterien zu kontrollieren.
Ein weiterer vielversprechender Ansatz besteht darin, Schwachstellen auszunutzen, die durch die genetischen Anpassungen der Bakterien entstehen. Forschende haben herausgefunden, dass sich angepasste Bakterien zwar besser in einem entzündeten Darm behaupten können, jedoch auch anfälliger für bestimmte Antibiotika werden - ein Phänomen, das als -kollaterale Empfindlichkeitbekannt ist. Dies eröffnet neue Perspektiven für gezielte Behandlungen.
Revolutionäre Behandlungen
Aus den Erkenntnissen der untersuchten Studien leiteten die Forschenden aus Plön und Kiel neuartige Behandlungsansätze ab, die auf einem besseren Verständnis der bakteriellen Anpassungsmechanismen basieren. Mithilfe gezielter Strategien könnten schädliche Veränderungen verhindert oder sogar rückgängig gemacht werden. Neben dem bereits erwähnten Ansatz - der Verwendung von Nahrungsergänzungsmitteln wie Vitamin B6 zur Hemmung ungünstiger Bakterienanpassungen - werden weitere Konzepte erprobt.
Ein vielversprechender Ansatz ist die sogenannte Ancestral-State Restorative Therapy. Diese Methode zielt darauf ab, ursprüngliche, nicht adaptierte Bakterienstämme in den Darm einzubringen, um schädliche, angepasste Varianten zu verdrängen. Für Menschen in Remissionsphasen - also in Phasen, in denen die Symptome zurückgegangen sind - könnte der Ansatz eine natürliche und sichere Behandlungsmöglichkeit darstellen.
Darüber hinaus motivieren die neuen Erkenntnisse Über bakterielle Anpassungen eine Neubewertung bestehender Antibiotika. Therapien, die gezielt auf Bakterien abzielen, die sich an entzündliche Bedingungen angepasst haben, könnten konventionelle Behandlungsansätze ergänzen und die Schwere von CED-Schüben deutlich reduzieren. -Trotz vielversprechender Fortschritte gibt es noch erhebliche Wissenslücken, besonders beim Verständnis der bakteriellen Entwicklung im Darm. Bisherige Studien haben sich meist auf Stuhlproben konzentriert, sodass unklar bleibt, wie sich Bakterien in verschiedenen Bereichen des Darms verhalten und anpassen. Doch genau diese Unterschiede sind wichtig, vor allem bei unterschiedlichen Subtypen chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa-, sagt John Baines. -Künftige Forschungen sollten daher gezielt untersuchen, wie sich Bakterien in verschiedenen Darmregionen entwickeln und welche Rolle diese Anpassungen bei den verschiedenen Krankheitsformen spielen-, so Baines weiter. Auch der Einfluss anderer Mikroben wie Pilze und Viren ist noch nicht vollständig erforscht und bietet vielversprechende neue Ansätze für die Wissenschaft.
Auf dem Weg in eine gesündere Zukunft
-Wir sehen diese Entwicklungen als den Beginn einer Ära, in der die bakterielle Evolution im Darm berücksichtigt wird, was neuartige, evolutionär informierte Therapien ermöglichen wird-, sagt Baines. Durch die Anwendung evolutionärer Konzepte wollen Forschende Ansätze entwickeln, die nicht nur die Symptome chronischer Darmentzündungen lindern, sondern auch deren Ursachen gezielt bekämpfen. Aktuelle klinische Studien von Mitgliedern des Exzellenzclusters wie etwa zur Verabreichung von Vitamin B3 bei chronischen Entzündungserkrankungen zeigen, dass diese Konzepte den Sprung vom Labor in die klinische Erprobung geschafft haben.-Die Erkenntnisse der evolutionären Medizin zur Anpassung und genetischen Entwicklung von Bakterien im menschlichen Darm könnten einen wichtigen Wandel in der Behandlung chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen markieren. Mit weiterer Forschung könnte dieser Ansatz die Grundlage für eine echte Präzisionsmedizin, also personalisierte, effektivere und nachhaltigere Therapien für Patientinnen und Patienten schaffen-, so Stefan Schreiber, Sprecher des Exzellenzclusters, Direktor am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein und Direktor des Instituts für Klinische Molekularbiologie.
In Deutschland werden Tierversuche in erster Linie in der Grundlagenforschung sowie der Medizin und Tiermedizin durchgeführt. Es ist gesetzlich vorgeschrieben, neue Wirkstoffe in Tierversuchen auf Wirksamkeit und Nebenwirkungen zu testen. Tierversuchsfreie Medikamente gibt es daher nicht. Außerdem können Tierversuche für die Erkennung von umweltgefährdenden Einflüssen erforderlich sein.
