Jenseits der Stuhltransplantation: Mikrobiom-gestützte Behandlung der Unterernährung von Kindern
Als bislang vielleicht aussichtsreichstes Verfahren auf eine Modifikation der Darmflora gilt die fäkale Mikrobiom-Transplantation (FMT). Diese hat deutliche Erfolge etwa bei der Behandlung von rekurrenten Clostridioides difficile-Infektionen feiern können.
Eine Nahrung, mit der die natürliche Entwicklung des Mikrobioms gefördert wird
Veränderungen des Mikrobioms werden bei zahlreichen Erkrankungen beschrieben.1 Beeinflussungen des Mikrobioms im therapeutischen Sinne sind jedoch schwierig, auch wenn partiell von großen Erfolgen berichtet wurde. Als bislang vielleicht aussichtsreichstes Verfahren auf eine Modifikation der Darmflora gilt die fäkale Mikrobiom-Transplantation (FMT). Diese hat deutliche Erfolge etwa bei der Behandlung von rekurrenten Clostridioides difficile-Infektionen feiern können.2
Nun jedoch werden in einer aktuellen Studie praktische Behandlungserfolge von Mikrobiom-Störungen mit diätetischen Methoden berichtet.3 An der Forschungsarbeit waren Wissenschaftler aus Bangladesh und den USA um Jeffrey I. Gordon vom Center for Gut Microbiome and Nutrition Research der Washington University School of Medicine in St. Louis, USA, beteiligt. In der Untersuchung wurde die Überlegenheit einer Mikrobiom-fördernden Diätnahrung gegenüber einer herkömmlichen Fertignahrung bei der Ernährung von Kindern mit moderater Unterernährung nachgewiesen.3
Die aktuelle Veröffentlichung stellt den bisherigen Höhepunkt eines Studienprogramms dar, das u. a. die Entwicklung des Darm-Mikrobioms von Kindern bis zu einem Alter von zwei Jahren erforscht hat.4 Dabei hatte sich gezeigt, dass das Mikrobiom der Kinder als Netzwerk von 15 bakteriellen Taxa beschrieben werden kann.4 Unterernährung, so die Wissenschaftler, führe u.a. zu einer verzögerten und verarmenden Entwicklung des Darm-Mikrobioms. Durch Studium von gnotobiotischen Mäusen, d. h. ursprünglich keimfrei gezüchteten Mäusen, deren Besatz an Mikroorganismen dann systematisch hinzugefügt wurde, konnten Bakterien-Taxa identifiziert werden, die für eine Gewichtszunahme prädestinieren, darunter auch einige Arten der 15 natürlich im Mikrobiom von Säuglingen vorkommenden Arten.4
Auf Grundlage von Ernährungsexperimenten an den gnotobiotischen Mäusen entwickelten die Forscher um Gordon verschiedene Diätnahrungen, die darauf abzielten, ein altersgerechtes natürliches Mikrobiom in den Kindern wieder herzustellen. Von diesen Diätnahrungen erwies sich insbesondere eine als MDCF-2 (microbiota-directed complementary food 2) bezeichnete Zusammensetzung als wirksam.5
MDCF-2 ist herkömmlicher Fertignahrung überlegen
Bei der Suche nach Bestandteilen von MDCF orientierten sich die Forscher an Lebensmitteln, die in Bangladesch regional verfügbar waren. Ausgangsbasis waren daher Erdnüsse, Kichererbsen und ursprünglich Tilapia, eine Gattung afrikanischer Buntbarsche. Aufgrund der hohen Kosten des Fisches ersetzten die Wissenschaftler diesen jedoch durch eine Kombination aus 16 Pflanzenbestandteilen.5
MDCF-2 wurde im Labor und anschließend bei Kindern mit schwerer Unterernährung getestet und auf seine Effekte auf Plasmaeiweiße, anthropometrische Effekte, Plasmametabolite sowie normalisierende Effekte auf ein altersgerechtes Mikrobiom optimiert.5
In der aktuellen Studie untersuchten die Wissenschaftler die Auswirkungen einer üblichen Fertigkost für unterernährte Kinder (RUSF – ready-to-use supplementary food) im Vergleich zu MDCF-2 an 118 moderat unterernährten Kinder aus einem Slum in Bangladesch. Für drei Monate erhielten 59 Kinder zweimal täglich 50 g RUSF, die anderen 59 Kinder MDCF-2. Während eines vierten Studienmonats erfolgte eine Nachkontrolle.
Tab. 1 fasst die Ergebnisse bezüglich verschiedener Wachstumsmaßzahlen der Kinder zusammen. Demnach erwies sich die MDCF-2-Kost der RUSF-Ernährung als eindeutig überlegen. Auch das Plasma-Proteom normalisierte sich unter MDCF-2 signifikant stärker als unter RUSF. Insgesamt wiesen die Forscher signifikant größere positive Auswirkungen von MDCF-2 auf die Spiegel von insgesamt 70 Plasmaproteinen und 21 Bakterien-Taxa nach. Unter den beeinflussten Größen fanden sich u. a. solche, die das Knochenwachstum und die Entwicklung des Nervensystems fördern.
Tab. 1: Gegenüberstellung der Effekte von MCDF-2- bzw. RUSF-Kost auf Wachstumskennzahlen (nach [3]).
Obwohl MDCF-2 kalorisch weniger gehaltvoll war als die RUSF-Ernährung (204 vs. 247 kcal/50 g), normalisierte sich das Körpergewicht pro Körpergröße der Kinder unter MDCF-2 signifikant stärker und schneller als unter RUSF.
Die Behandlung von Störungen des Darm-Mikrobioms ist somit keinesfalls auf den Einsatz der FMT beschränkt. Im Gegenteil demonstriert das vorgestellte Forschungsprojekt das Potential, das in der wissenschaftlich fundierten Auswahl geeigneter Lebensmittel liegt, wenn es um die gezielte Beeinflussung der Darmflora geht.
Quellen:
1. Vindigni SM, Surawicz CM. Fecal Microbiota Transplantation. Gastroenterol Clin North Am 2017; 46: 171-185.
2. van Nood E, et al. Duodenal Infusion of Donor Feces for Recurrent Clostridium difficile. N Engl J Med 2013; 368: 407-415.
3. Chen RY, et al. A Microbiota-Directed Food Intervention for Undernourished Children. N Engl J Med 2021; 384: 1517-28.
4. Raman AS, Gehrig JL, Venkatesh S, et al. A sparse covarying unit that de- scribes healthy and impaired human gut microbiota development. Science 2019; 365: eaau4735.
5. Gehrig JL, et al. Effects of microbiota-directed foods in gnotobiotic animals and undernourished children. Science 2019; 365: eaau4732.