SymbioKongress 2022

Dr. Volker Rusch: Begrüßung & Einleitung
„Der Siegeszug der Probiotika ist nicht aufzuhalten“

Dr. Volker Rusch, Begründer des Instituts für Integrative Biologie der Alten Universität Herborn, begrüßte das Auditorium. Er erinnerte an die lange Tradition in Herborn, gute Bakterien für die Gesundheit einzusetzen. Denn die Geschichte der Probiotika ist auch die Geschichte der mikrobiologischen Therapie – rund um die Pioniere Arthur Becker, Hans Kolb und Hans-Peter Rusch, die in den 1950er Jahren zuerst in Wetzlar wirkten. Damals entstand auch der Arbeitskreis für Mikrobiologische Therapie (AMT e.V.).

Bereits 1955 hatte Hans Kolb den Begriff probiotische Therapie als die Einnahme lebender Bakterien definiert. Die Symbionten wollte er gegen die schädlichen Auswirkungen von Antibiotika nutzen und verknüpfte erstmals den Begriff Probiotika mit Bakterien und Therapie. Anfang der 1970er Jahre wurden in der Folge die SymbioPharm GmbH und das IFM Institut für Mikroökologie gegründet und es gab erste experimentelle Untersuchungen und klinische Studien.

Zuerst musste sich die mikrobiologische Therapie noch gegen zahlreiche Widerstände durchsetzen, aber Forscherdrang und Erkenntnisgewinn lassen sich nicht aufhalten. Mittlerweile wurde der Begriff Mikrobiom geprägt und es gibt Tausende wissenschaftliche Veröffentlichungen in international renommierten Fachzeitschriften.
Fazit: „Der Siegeszug der Probiotika ist nicht mehr aufzuhalten.“

Die Entwicklung geht aber noch weiter: Es gibt zielgerichtete Probiotika, Präzisions-Probiotika. „Lassen Sie sich faszinieren von der Magie der Wissenschaft.“

Dr. Jürgen Eck: Begrüßung und Einleitung – Der Weg zu Präzisions-Probiotika

Dr. Jürgen Eck, Geschäftsführer der SymbioPharm GmbH, legte dar, wie sich der Einsatz nützlicher Bakterien verändert hat: Fermentierte Lebensmittel wie Joghurt oder sauer vergorenes Gemüse sind bereits lange bekannt. Hier ist die Aufgabe der Mikroorganismen, durch die Produktion von Milchsäure für die Haltbarkeit der Lebensmittel zu sorgen. Gleichzeitig haben die fermentierten Lebensmittel eine gesundheitsfördernde Wirkung.

Probiotika als Präparate gibt es seit etwa 100 Jahren. Denn Wissenschaftler hatten Unterschiede in der Darmflora kranker und gesunder Menschen erkannt und so gesundheitsfördernde Bakterien identifiziert. Die angereicherten Bakterien – allen voran die klassischen Laktobazillen und Bifidobakterien – stammten in der Regel von gesunden Personen.

„Unser Ziel ist es, das Feld weiter zu entwickeln“, sagte Dr. Eck. Denn mittlerweile hat sich ein großes Wissen um Krankheitsursachen, aber auch über Mikroorganismen angesammelt.
Aktuell liegt daher der Fokus auf zielspezifischen Wirkungen ausgewählter Bakterienstämme. Diese Präzisions-Probiotika haben definierte Effekte aufgrund Stamm-spezifischer Stoffwechselprodukte oder Eigenschaften, die zu bestimmten Wechselwirkungen zwischen Bakterien und menschlichem Wirt führen. Das Wissen lässt sich nutzen, um Patienten in Gruppen einzuteilen und gezielt die jeweils benötigten Präzisions-Probiotika einzusetzen (stratifizierte Behandlung).

Die folgenden Vorträge stellen Ihnen die Entwicklung verschiedener Präzisions-Probiotika vor.

Professorin Dr. Marie-Christine Simon: Metabolische Entgleisung – Die Rolle des Mikrobioms bei der Entstehung  von Typ-2-Diabetes und Adipositas

Typ-2-Diabetes ist eine komplexe Erkrankung, die stark durch die Insulinresistenz – eine verminderte Reaktion der Körperzellen auf vorhandenes Insulin – geprägt ist, , erläuterte Professorin Dr. Marie-Christine Simon vom Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften Bonn. Das führt zunächst zu einer übermäßigen Insulinausschüttung (Hyperinsulinämie); später – wenn die β-Zellen erschöpft sind – kommt es zu einem Insulinmangel und einem Anstieg des Zuckerspiegels im Blut, also einem Diabetes.

Übergewicht und Typ-2-Diabetes mit Dysbiose verbunden

Darmbakterien haben vielfältige Wirkungen auch über den Darm hinaus. So schützen sie vor Krankheitserregern und unterstützen die Entwicklung des Immunsystems.
Aber wirken sie auch auf den Stoffwechsel und Übergewicht?
Zahlreiche Studien an Mäusen und Menschen haben gezeigt: Übergewicht ist mit einer Dysbiose – also einer negativ veränderten Darmflora – verbunden. Dass Darmbakterien eine Ursache und keine Folge für eine übermäßige Gewichtszunahme sein können, haben Versuche mit keimfreien Tieren bewiesen: Ohne Bakterien aufgewachsen hatten die Mäuse einen geringeren Körperfettanteil als normale Mäuse und nahmen auch unter einer stark fetthaltigen Diät nur wenig zu.

Menschen mit Typ-2-Diabetes zeigen ebenfalls eine Dysbiose im Darm. Insbesondere die Zellzahlen von Bakterien sind vermindert, die die kurzkettige Fettsäure Buttersäure bilden.
Um zu sehen, ob die veränderte Zusammensetzung der Darmbakterien Ursache oder Folge ist, übertrugen Wissenschaftler in einer Studie die Darmflora schlanker Menschen auf übergewichtige Menschen mit Metabolischem Syndrom und bestehender Insulinresistenz. Die Folge war eine verbesserte Insulinsensitivität. - Die Bakterien sind also die Ursache.

Alternativen zum Übertrag der Darmflora

Die Übertragung der kompletten Darmflora von einem auf andere Menschen – die Fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT) – ist sehr aufwendig. Daher sind andere Strategien gegen Übergewicht und Typ-2-Diabetes gefragt – beispielsweise der Einsatz von Probiotika oder Ernährungsumstellungen.

Für die Gesundheit ist das Zusammenspiel von Darmbakterien und Ernährung wichtig. Wie eine Studie gezeigt hat, kann der Verzehr von Gerstenbrot den Stoffwechsel verbessern. Aber: Je nach vorhandenen Darmbakterien kann die physiologische Reaktion unterschiedlich sein. Es gab in der Studie Responder und Non-Responder. Den Unterschied machten Bakterien der Gattung Prevotella aus, die sich bei Respondern in der Darmflora fanden.
Die Übertragung der Darmflora von Respondern beziehungsweise Non-Respondern auf keimfreie Mäuse erbrachte das gleiche physiologische Ergebnis. Und: Erhielten die Non-Responder Prevotella, verbesserte sich ihr Glukosestoffwechsel. Prevotella gibt es allerdings (noch) nicht als Probiotikum.

Personalisierte Behandlung möglich?

Viele Interventionsstudien mit Probiotika bei Typ-2-Diabetes zeigen diverse Ergebnisse. Ursache ist wahrscheinlich die unterschiedliche mikrobielle Zusammensetzung bei den Studienteilnehmern.

Eine Einnahme von Lactobacillus reuteri konnte die GLP-1-Sekretion und nachfolgend die Insulinsekretion erhöhen. Das führte zu einer verbesserten Stoffwechsellage.
Aber: Davon profitierten nur die Personen, die bereits L. reuteri im Darm besaßen. Das zeigt: in Zukunft müsse für eine personalisierte Behandlung die Patienten in Gruppen eingeteilt werden (stratifizierte Behandlung). Je nach Gruppe ist eine Pro- oder präbiotische Therapie, eine Ernährungsumstellung oder Bewegung zielführend.

Ein Meilenstein in Bezug auf die Glukoseregulation war die Arbeit einer Arbeitsgruppe aus Israel: In einer Kohortenstudie mit 700 Teilnehmern erstellten sie ein detailliertes metabolisches Profil zu jedem Teilnehmer, sahen sich die Darmflora und die Ernährung an. Daraus generierten sie einen Algorithmus, um die Reaktion des Blutzuckerspiegels auf eine Mahlzeit vorherzusagen.
Allerdings ist das Mikrobiom nur ein Faktor unter vielen und dafür ist es notwendig, das individuelle Mikrobiom zu analysieren.

Fazit:

Ein Zusammenhang zwischen Mikrobiom und glykämischer Antwort ist also gegeben, aber es benötigt weitere gut designte Studien für individualisierte Behandlungsempfehlungen.

Professor Pierre Déchelotte: Gewichtsreduktion durch Präzisions-Probiotika

Professor Dr. Pierre Déchelotte von der Ernährungsklinik der Medizinischen Hochschule Rouen in der Normandie(Frankreich) ist einer der Väter des Begriffes der Darm-Hirn-Achse, wie Andreas Schwiertz ihn vorstellte.
In seinem Vortrag erläuterte er zuerst die Strategie, Präzisions-Probiotika zu entwickeln:

Sie beginnt mit der Identifizierung der gewünschten Wirkung. Dann folgen Laborexperimente, um geeignete Bakterien zu finden und auszuwählen. Die gewünschte Wirkung muss durch weitere experimentelle und schließlich durch klinische Untersuchungen bestätigt werden.
Vorteil dieser Bottom-up-Strategie: Sie bringt reproduzierbare und verlässliche Ergebnisse.

Herausforderung Adipositas

Adipositas – also krankhaftes Übergewicht – ist eine globale Herausforderung, denn die Zahl stark übergewichtiger Menschen steigt. So kam es in Frankreich in 20 Jahren zu einer Verdoppelung der Fälle. Hauptrisikofaktor sind Essstörungen, die letztendlich in Übergewicht aufgrund übermäßiger Nahrungsaufnahme münden. Weltweit haben Essstörungen stark zugenommen – auch befeuert durch die Covid-Pandemie.

Wir benötigen daher ein besseres Verständnis von Gewichtskontrolle und der (Krankheitsentwicklung (Pathophysiologie) von Essstörungen. Ein großes Problem an Diäten ist das ständige Hungergefühl, das Viele am Durchhalten der Diät hindert. Hier kann die Darmmikrobiota regulierend eingreifen. Denn die therapeutische Möglichkeit, das Mikrobiom zu beeinflussen, eröffnet neue Perspektiven, um übergewichtigen Patienten zu helfen. Ziel ist, von akademischer Forschung zu neuen Behandlungsmöglichkeiten zu kommen.

Langer Forschungsweg

Die 20jährige Forschung der Arbeitsgruppe begann 2002 mit der Identifizierung von Neuropeptid-Autoantikörpern, die bei der Regulation der Sättigung eine Rolle spielen. Die Suche nach der Antigen-Quelle in der Darmmikrobiota führte zur Entdeckung von ClpB – einem Eiweiß, das dem Sättigungshormon a-MSH ähnelt – und seiner Fähigkeit das Gefühl der Sättigung zu erzeugen. Damit bestätigte sich der Sättigungs-regulierende Effekt von bakteriellen Proteinen.

Die Wirkung von Darmbakterien auf das Gehirn und besonders auf Hunger und Sättigung ist schon länger bekannt – beispielsweise für bakterielle Stoffwechselprodukte wie kurzkettige Fettsäuren. Aber auch andere Bakterienprodukte (Metaboliten) können auf die Sättigung wirken wie das ClpB. Im Darm kann es Sättigungshormone wie GLP-1 (Glucagon-like Peptid 1 ) oder PYY (Peptid YY) freisetzen und im Gehirn Sättigungsneurone aktivieren.

Eine spanische Studie bestätigte: Bakterielle ClpB-Gene stehen in einem negativen Zusammenhang mit BMI (Body-Mass-Index), Taillenumfang und Gesamtfettmasse.

Hafnia alvei – das ideale Probiotikum gegen Übergewicht

Die Ähnlichkeit der Molekülstruktur von bakteriellem ClpB und dem körpereigenen Sättigungshormon α-MSH war beim Bakterium Hafnei alvei am größten. Hafnia alvei ist lange bekannt und gut charakterisiert: 1954 wurde Hafnia alvei HA4597 aus Rohmilch isoliert – es ist wichtig bei der Herstellung von Käse wie beispielsweise Camembert.
2015 bestätigten Untersuchungen: Hafnia alvei ist ein natürlicher Darmbewohner beim Menschen. Die FDA (Amerikanische Food and Drug Administration)erteilte Hafnia alvei HA4597 den GRAS-Status („Generally Recognized As Safe“ = englisch für „allgemein als sicher anerkannt“). Damit konnteTargEDys die Bakterien als Präzisions-Probiotikum in einem Nahrungsergänzungsmittel einsetzen, um den Appetit zu regulieren.

Hafnia alvei HA4597 kann im Darm die SättigungshormoneGLP-1 und PYY induzieren, wie Laborexperimente nachgewiesen haben. Untersuchungen an übergewichtigen Mäusen ergaben eine verstärkte Lipolyse (Fettabbau) und eine verringerte Gewichtszunahme.

Erfolgreiche Abnehm-Studie

Der nächste Schritt war eine Studie mit 230 übergewichtigen Teilnehmern, die über 12 Wochen 2 Kapseln pro Tag entweder mit Hafnia alvei HA4597 oder Placebo erhielten. Alle Studienteilnehmer bekamen eine Ernährungsberatung für eine Kalorien-reduzierte Diät (-20 Prozent).
Ergebnis: Mit Hafnia alvei verloren deutlich mehr Teilnehmer (statistisch signifikant) mindestens 3 beziehungsweise 4 Prozent ihres Körpergewichts – und ihr Hüftumfang nahm ab. Zusätzlich stieg das Sättigungsempfinden in der Hafnia alvei-Gruppe im Verlauf der Studie deutlich an.
Das Ergebnis zeigt das Potential des Präzisions-Probiotikums, übergewichtigen Personen beim erfolgreichen Abnehmen zu helfen.

In Frankreich erhielt das Produkt bereits mehrere Auszeichnungen – und die gute Nachricht für Sie: Ab Anfang 2023 wird die SymbioPharm GmbH das Präzisions-Probiotikum als SymbioLife^® Satylia^® auf den deutschen Markt bringen.

Dr. Heike tom Dieck: Ein Next-level Ansatz: Innovatives Synbiotikum zum Blutglucose-Management

Typ-2-Diabetes ist weltweit auf dem Vormarsch – darauf wies Dr. Heike tom Dieck von der Evonik Operations GmbH in ihrem Vortrag hin. Aktuell ist etwa jeder zehnte Erwachsene betroffen – Tendenz steigend. Jedes Jahr kommen allein in Deutschlang etwa 500.000 Neuerkrankungen hinzu; weltweit stirbt alle 5 Sekunden ein Mensch an damit verbundenen Folgeerkrankungen. Daher besteht eine riesige Notwendigkeit für eine gezielte Prävention.

Prädiabetes bleibt oft unerkannt

Viele Menschen leiden bereits an der Vorstufe zum Typ-2-Diabetes, einem Prädiabetes, ohne es zu wissen. Hier ist der Blutzuckerspiegel schon abnormal erhöht ( betrifft Nüchternblutzucker, HbA1c und orale Glukosetoleranz), auch wenn die Werte noch nicht den Schwellenwert zum Diabetes überschritten haben. Innerhalb der nächsten 5 bis 10 Jahre entwickelt etwa die Hälfte der Prädiabetiker einen manifesten Typ-2-Diabetes, deshalb ist ein frühzeitiges Gegensteuern notwendig. Aber viele Gefährdete kennen ihr Risiko nicht und die Präventionsmaßnahmen sind oft unkomfortabel.

Mikrobiom wirkt auf Gesundheit

Darmbakterien unterstützen zahlreiche Schlüsselprozesse – sie helfen bei der Verdauung, trainieren das Immunsystem und schützen vor Krankheitserregern (Pathogenen). Dabei gibt es viele unspezifische Effekte, wie zum Beispiel das Absenken des pH-Wertes, die bei Probiotika genutzt werden.
Innerhalb einer Bakteriengattung wie beispielsweise Bacillus bestehen bis zu 18 Prozent genetische Unterschiede, während sich Mensch und Schimpansen nur zu 4 Prozent unterscheiden. Das zeigt, wie wichtig Stamm-spezifische Funktionen und Eigenschaften sind.

Wirkung über den Darm hinaus

Probiotika wirken nicht nur im Darm – das ist für die metabolische Gesundheit wichtig.
Wie bereits bekannt ist, fehlen bei Typ-2-Diabetikern und bei Prädiabetes Buttersäure (Butyrat)-produzierende Darmbakterien. Allerdings wirken nicht alle Butyrat-Produzenten vorteilhaft, sondern es gibt Bakterien, die einen Diabetes fördern und solche, die ihm entgegen wirken können. Beispielsweise sind die Gattungen Bacteroides und Faecalibacterium negativ mit Typ-2-Diabetes assoziiert (wirken ihm also entgegen), Blautia dagegen positiv (fördert Diabetes). Werden also gewünschte Bakterien unterstützt, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit für eine wirksame Diabetesprävention.

Bakterielle Stoffwechselprodukte (Metaboliten) wie kurzkettige Fettsäuren (SCFA) haben zahlreiche Wirkungen auf den Blutzuckerhaushalt. Insbesondere Butyrat wirkt bereits in geringen Konzentrationen positiv. Die Buttersäure erhöht das Ansprechen der Körperzellen auf Insulin, wirkt also einer Insulinresistenz – einem Schlüsselprozess bei Typ-2-Diabetes – entgegen. Deshalb steht ein chronischer Butyratmangel mit Typ-2-Diabetes in Verbindung.

Entwicklung eines Präzisions-Probiotikums

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Bakteriengemeinschaft im Darm zu verändern und so die Butyratmengen zu erhöhen – zum Beispiel über die Ernährung oder mittels Probiotika.

Evonik hat einen speziellen Bakterienstamm mit weiteren bioaktiven Inhaltsstoffen kombiniert, um das Wachstum Buttersäure-produzierender Darmbakterien anzuregen. Um dafür geeignete Bakterien und Zusätze zu finden, nutzten die Wissenschaftler Modellsysteme. Ergebnis: Bacillus subtilis 32315 und ein Dipeptid (ein Eiweißbaustein), die gemeinsam effektiv sind. Eine Kapsel mit einem Überzug (Coating) sorgt für die Freisetzung im Dickdarm. Das Präparat erhöht die Butyratmenge im Darm und fördert Faecalibacterium prausnitzii, wie eine Pilotstudie gezeigt hat. Gleichzeitig nahm der Nüchternblutzucker-Spiegel tendenziell ab.

Bakterienpräparat senkt Blutzuckerspiegel bei Prädiabetes

Dann folgte eine Studie mit knapp 200 gesunden Teilnehmern, von denen etwa ein Drittel einen Prädiabetes aufwies. Wie die Studie bestätigte, kann die Kombination des spezifischen Bakterienstammes mit einem Eiweißbaustein bei Menschen mit einem Prädiabetes den Nüchternblutzucker deutlich senken. Je höher der anfängliche Wert war, desto stärker reduzierte die spezielle Kombination den Nüchternblutzucker. Entsprechend verringerten sich der HbA1c und die postprandiale Glukosetoleranz ebenfalls. Wie die Analyse der Darmbakterien zeigte, nahm Faecalibacterium zu, Blautia ab.

Fazit:

Das Next level-Synbiotikum (Probiotikum + Präbiotikum) kann die Zusammensetzung der Darmbakterien modulieren und gezielt die Butyratproduktion steigern. So unterstützt es die Prävention des Typ-2-Diabetes.

Dr. Harriet Schellekens: The Microbiota-Gut-Brain axis: Mechanistic and Translational approaches to Mine Microbiota for Metabolic and Mental Health

Dr. Harriet Schellekens vom University College Cork, Irland, hielt ihren Vortrag über die Mikrobiota-Darm-Hirn-Achse auf Englisch ("Die Mikrobiota-Darm-Hirn-Achse: Mechanistische und translationale Ansätze zum Gewinnen von Mikrobiota für die metabolische und psychische Gesundheit"). Die Verbindung zwischen Darm und Hirn ist lange bekannt, wie sie betonte. Schon Hippokrates wusste: „Alle Krankheiten beginnen im Darm“. Unbestritten ist auch: „Eine gesunde Ernährung ist essentiell für einen gesunden Darm und einen gesunden Verstand.“

Darmbakterien-Darm-Hirn-Achse

Zu Beginn ihres Vortrages stellte Dr. Schellekens einige Grundlagen zum Darmmikrobiom vor. So beeinflussen die Darmbakterien nicht nur unsere Verdauung, sondern tragen zum Energiestoffwechsel ihres Wirtes bei. Zusätzlich sind Darmbakterien sind für eine normale Gehirnentwicklung notwendig und beeinflussen sogar das Verhalten, wie Untersuchungen an keimfreien Mäusen ergaben: Keimfreie Mäuse haben Probleme mit der geistigen Leistungsfähigkeit, sind – untypischerweise – weniger ängstlich und zeigen gestörte soziale Beziehungen.

Insgesamt fungieren die Darmbakterien als Vermittler in der Darm-Hirn-Achse. Und wie Versuche mit Übertragungen von Darmbakterien (Fäkaler Mikrobiota Transfer = FMT) gezeigt haben, beeinflussen Darmbakterien auch unsere metabolische und mentale Gesundheit: Indem sie Darmbakterien von schlanken oder übergewichtigen Menschen auf Mäuse übertragen haben, konnten Wissenschaftler steuern, ob die Mäuse dünn oder dick wurden. Genauso ließen sich auch depressive Verhaltensweisen erzeugen, wenn sie die Darmbakterien depressiver Menschen auf Mäuse übertrugen.

Darmbakterien konnten – zumindest bei Mäusen – sogar die Altersuhr zurückdrehen und bestimmte altersabhängige Vorgänge und Verhaltensdefizite abmildern.

Molekulare Mechanismen aufklären

Bei Übergewicht spielt die Darm-Hirn-Achse ebenfalls eine wichtige Rolle – Übergewicht, Ernährung und Stress sind miteinander verbunden. Anhaltender Stress lässt viele Menschen deutlich zunehmen, da der Körper verstärkt das Stresshormon Cortisol und das Hungerhormon Ghrelin ausschüttet.

Dr. Schellekens untersucht in ihrem Labor Signalwege, die von der Mikrobiota ausgehen und versucht, die molekularen Mechanismen aufzudecken: Wie interagieren die Darmbakterien mit der Nahrung, aus der sie Stoffwechselprodukte (Metaboliten) herstellen? Welche Rezeptoren sprechen die Metaboliten an, wie beeinflussen die Metaboliten das Immunsystem und welche Signale gelangen über den Blutstrom oder den Vagusnerv bis ins Gehirn?

Wichtig dabei ist auch die Übertragbarkeit der Mechanismen von Mäusen auf Menschen.
Zum Einsatz von Probiotika gegen Übergewicht gab es schon zahlreiche klinische Studien – wie beispielsweise von Professor Dechelotte vorgestellt. Aber welche Mechanismen liegen den Wirkungen jeweils zugrunde?

Bestimmte Darmbakterien können die Auswirkungen von Stress abmildern und wirken auf die mentale Leistungsfähigkeit. Sie werden als Psychobiotika bezeichnet.

Darmbakterien ahmen menschliche Signale nach

Den geeignetsten Bakterienstamm zu finden, gleicht der Suche nach einer Nadel im Heuhaufen.
Eine Übersichtsarbeit (Review) über die Rolle der Darmbakterien bei der Dysregulation des Körpergewichts (wie Übergewicht und krankhafter Abmagerung) und die physiologischen und metabolischen Veränderungen dabei, ergab: Obwohl Stress und Übergewicht mit einer veränderten Darmflora in Verbindung stehen, ist eine alleinige Veränderung der Darmflora oftmals nicht ausreichend, um die Effekte zu minimieren. Es bedarf gezielter Strategien, um die Wirkung von Lebensstilinterventionen zu verstärken. Hier sind also Präzisions-Probiotika gefragt.

Die Identifizierung funktioneller Bakterienstämme und ihrer Stoffwechselprodukte, die als Modulatoren der Darm-Hirn-Achse wirken können, erfordert zahlreiche Forschungsansätze. Die Arbeitsgruppe um Dr. Schellekens interessiert sich besonders für menschliche Darmbakterien und ihre Metaboliten, die G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) an der Darmschleimhaut ansprechen. Denn Studien konnten zeigen, dass Darmbakterien mittels bestimmter Metaboliten menschliche Signale nachahmen. So beschleunigte beispielsweise Trytamin die Darmtransitzeit.

Darmbakterien für die Gewichtskontrolle

Ghrelin bindet an Ghrelin-Rezeptoren und hat verschiedene Funktionen: In der Peripherie regelt es beispielsweise die Insulinausschüttung, im Gehirn den Appetit („Heißhungerhormon“), die Ausschüttung von Wachstumshormonen – und es moduliert die Stressantwort. Normalerweise steigt nach einer Essenspause die Ghrelin-Ausschüttung an, damit wir wieder essen. Bei übergewichtigen Menschen ist der Rhythmus gestört: Während sie tagsüber niedrigere Ghrelin-Spitzen haben, sind besonders nachts die Werte erhöht.

Bestimmte Metaboliten mancher Milchsäurebakterien – kurzkettige Fettsäuren (SCFA), Laktat und weitere – dämpfen die Signalwirkung der Ghrelin-Rezeptoren. Durch zahlreiche Untersuchungen konnte die Arbeitsgruppe einen speziellen Stamm von Bifidobakterien (Bifidobacterium longum) identifizieren, der besonders wirksam darin war.

Eine Untersuchung an Mäusen unter einer fettreichen Diät zeigte eine verringerte Gewichtszunahme und die Abnahme von Fettdepots, wenn die Tiere den speziellen Bakterienstamm bekamen. Obendrein wirkte die Einnahme des Bakteriums auch positiv auf die Glukosetoleranz und senkte ein spezielles Stresshormon.
Nahmen übergewichtige, aber ansonsten gesunde Menschen den speziellen Bifidobacterium-Stamm ein, hatte das keinerlei Effekte auf das Gewicht, aber der Nüchternblutzucker-Spiegel nahm ab. Und das, obwohl sie keinen Prädiabetes hatten. Einen Effekt auf den Cortisol-Spiegel konnten die Wissenschaftler nur bei krankhaft Übergewichtigen (Obese) feststellen. Bei ihnen normalisierte sich auch der Ghrelin-Spiegel.

Die Frage stellte sich: Was passiert im Gehirn? Nachweisen ließ sich eine verstärkte Genexpression von Neuropeptiden aus dem Hypothalamus, die an der Appetitregulation beteiligt sind – vermittelt durch den speziellen Bakterienstamm.

Fazit: Spezielle Darmbakterien können die Darm-Hirn-Achse modulieren und helfen, Metabolismus, Appetit und Stress zu kontrollieren.

Ernährung beeinflusst Darmflora

Für die Gewichtskontrolle spielt unsere Ernährung eine Schlüsselrolle: Bestimmte Nahrungsmittel liefern bioaktive Substanzen (Polyphenole usw.); außerdem fördern sie entweder nützliche Darmbakterien oder unterstützen entzündungsfördernde Mikroben. Vorteilhaft sind Ballaststoffe und fermentierte Nahrung wie beispielsweise vergorene Milchprodukte (Kefir etc.). Allerdings hängen die Effekte von den vorhandenen Darmbakterien ab.

Dr. Schellekens schloss mit dem erweiterten Zitat: „Lass Nahrung – für Deine Mikroben – Deine Medizin sein – für Geist, Körper und Seele.“ („Let food – für your microbes – be thy medicine – for mind, body and soul.“)

Dr. Christiane Gras: Potenziale und Ausblick zu Präzisions-Probiotika

Last but not least stand Dr. Christiane Gras, Innovationsmanagerin bei der SymbioPharm GmbH, am Rednerpult. Als ausgebildete Immunologin hatte sie im Studium keine Berührungspunkte mit Probiotika gehabt. Dass der Darm mit seiner Mikrobiota ein Hauptakteur im Immungeschehen ist, war anfangs Vielen noch unbekannt. Aber sie hat interessiert die Entwicklungen auf dem Gebiet beobachtet und sie entschied sich, in diesem vielversprechenden medizinischem Forschungsgebiet zu arbeiten.

2001 definierte die WHO Probiotika als Lebende Mikroorganismen, die – in ausreichender Zahl verabreicht – dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen bringen. Das hat die Internationale Wissenschaftliche Vereinigung für Probiotika und Präbiotika (International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics = ISAPP) 2013 nochmals bestätigt. Der SymbioPharm GmbH waren von Anfang an zusätzlich Stamm-spezifische Eigenschaften wichtig. Das Unternehmen wählte vor allem Stämme aus, zu denen es möglichst gute klinische Studien gibt. Die SymbioPharm steht also seit jeher für evidenz-basierte Produkte für bestimmte Einsatzgebiete (Indikationen).

Was ist anders bei Präzisions-Probiotika?

Bisher gibt es zu einem guten Probiotikum als Goldstandard eine klinische Studie gegenüber Placebo, bei der ein positives Ergebnis für den spezifischen Bakterienstamm bezüglich einer Indikation herauskommt. Dabei bleiben die genauen Wirkmechanismen oft unklar, obwohl es zahlreiche Labor- oder Tierversuche dazu gibt. Das ist für die Wirksamkeit natürlich keinerlei Problem, wenn die klinische Studie kontrolliert war. Aber manchmal gibt es Non-Responer – und keiner weiß, warum.

Der Grund dafür ist einleuchtend: Medikamente bestehen oft aus einem Molekül, dessen Wirkmechanismus aufzuklären ist. Bakterien funktionieren dagegen potentiell multimodal: Sie haben bestimmte Oberflächenstrukturen und produzieren zahlreiche Stoffwechselprodukte (Metaboliten), die einzeln oder zusammen wirken können.

Beim Top-down-Ansatz werden mit Gesundheit assoziierte Bakterien von Gesunden isoliert und anschließend in präklinischen und klinischen Studien getestet. Bei Präzisions-Probiotika ist das Ziel, die Wirkmechanismen besser zu charakterisieren. Das erweitert die ursprüngliche Probiotika-Definition um den bekannten Wirkmechanismus und/oder die Eigenschaften des Wirtes, welche die Wirkung bedingen. Beim Bottom-up-Ansatz gibt es daher eine Definition des Ziels, bevor die Entwicklung beginnt.

Kommende Präzisions-Probiotika der SymbioPharm GmbH in 2023

Für die Indikationen

1. Übergewicht und Adipositas (= krankhaftes Übergewicht)
2. Prä-Diabetes und krankhafte Glukosetoleranz
3. Mentale Gesundheit, Stress und Schlaf

wird die SymbioPharm im ersten Quartal 2023 neue Produkte anbieten.

1) SymbioLife^® Satylia^®

In Deutschland sind zwei Drittel der Männer und über die Hälfte der Frauen übergewichtig; jeweils ein Viertel ist sogar adipös. Für die Gesundheit oder auch aus ästhetischen Gründen wollen viele Menschen abnehmen, aber den inneren Schweinehund zu überwinden, ist nicht leicht. Wie können wir das unterstützen?

SymbioLife^® Satylia^® (Hafnia alvei HA4597) bietet eine Unterstützung beim gesunden Abnehmen durch Förderung des Sättigungsgefühls. Damit kann eine leicht Kalorien-reduzierte Diät leichter durchgehalten werden. Neben Personen mit Übergewicht, können auch Raucher, die aufhören wollen, das Produkt einsetzen, um einer starken Gewichtszunahme vorzubeugen.
Die durchgeführte Studie bestätigte das bessere Sättigungsgefühl, den dadurch erreichten Gewichtsverlust und die Zufriedenheit der Teilnehmer, die Hafnia alvei HA4597 eingenommen hatten.

2) SymbioLife^® Blutzucker

Ein gestörter Zuckerstoffwechsel bleibt zunächst unbemerkt, hat aber negative gesundheitliche Auswirkungen.

SymbioLife^® Blutzucker (mit Bacillus subtilis DSM 32315 + Eiweißbaustein Alanin-Glutamin) kann erhöhte Blutzucker-Werte senken (Nüchternblutzucker, Blutzuckerspitzen nach dem Essen und HbA1c), wie die vorgestellte Studie bestätigt hat. Weiterer Vorteil des natürlichen Wirkmechanismus ist die gute Verträglichkeit.

3) SymbioLact^® Pro Schlaf

Immer mehr Menschen fühlen sich gestresst ­– nämlich­ knapp 2 von 3 Personen. Stress beeinträchtigt die Gesundheit und bewirkt oft Ein- und Durchschlafprobleme. Da sich Stress nicht immer vermeiden lässt, müssen Lösungen her, um damit besser umzugehen. Dazu sind viele kleine Schritte notwendig, zu denen auch die Einnahme von Probiotika gehören kann.

An einer 12-wöchigen klinischen Studie mit dem Bakterium Lactobacillus plantarum DR7 nahmen 111 Gesunde mit einem moderaten Stress-Level teil, die entweder das Bakterium oder ein Placebo (Scheinmedikament) erhielten. Die Teilnehmer füllten mehrmals Fragebögen zu ihrem psychischen Befinden aus (Depressions-Angst-Stress-Skalen = DASS). Ergebnis: Die Teilnehmer mit der DR7-Einnahme waren weniger gestresst. Zusätzlich nahmen die Spiegel des Stresshormons Cortisol und die pro-entzündlicher Botenstoffe ab. Der Wirkmechanismus: DR7 verbessert die Umwandlung von Tryptophan in Serotonin, während unter Placebo weniger Serotonin und mehr Kynurenin entstand.

SymbioLact^® Pro Schlaf enthält Lactobacillus plantarum DR7 kombiniert mit Melatonin. Melatonin deshalb, um den Signalen durch das blaue Licht von Computer-Bildschirmen entgegenzuwirken. Die Helligkeit verhindert nämlich die Melatonin-Produktion.

Fazit: Präzisions-Probiotika bieten viele Chancen über den Bereich der Darmgesundheit hinaus.

Diskussionsrunde

Bereits im Anschluss an die einzelnen Vorträge hatten die Referenten Gelegenheit Fragen aus dem Auditorium zu beantworteten. Zum Abschluss stellten sich Dr. Andreas Schwiertz, Dr. Heike tom Dieck, Dr. Christiane Gras und Dr. Jürgen Eck weiteren Fragen - beispielsweise: Warum gibt es bei Mäusen dauerhafte Erfolge mit einer Fäkalen Mikrobiota-Transplantation (FMT) auch in Bezug auf Übergewicht?

Antwort: Die Übertragung einer kompletten Darmflora mittels FMT ist bisher nur bei einer Infektion mit dem gefährlichen Keim C. difficile erfolgreich. Bei allen anderen Indikationen – wie beispielsweise krankhaftes Übergewicht oder bei Parkinson – ist es deshalb sinnvoll, zuerst einmal andere Optionen zu nutzen. Da Mäuse nicht sonderlich lange leben, sind Langzeitergebnisse zum Thema FMT auch nicht wirklich vorhanden. Zumal es schwierig ist, den idealen gesunden Spender zu finden.