Mikrobiom: Artenreichtum dank Isolation

Diese künstlerische Darstellung des Mikrobioms. Credit: V. Alounian/Science Advances

Der Mensch teilt seinen Körper mit einem Kollektiv kleinster Lebewesen. Die Mikroben-WG des modernen Weltbürgers ist jedoch vergleichsweise klein. Unsere Vorfahren beherbergten wohl weitaus mehr Bakterienarten, wie nun ein Blick in das Mikrobiom von seit Jahrtausenden isoliert lebenden Indianern zeigt. Ihr ursprüngliches Mikrobiom ist das artenreichste, das je bei Menschen gefunden wurde – und es hält ein modern geglaubtes Phänomen bereit.

In und auf einem menschlichen Körper tummeln sich Billionen Bakterien. Sie übernehmen wichtige Aufgaben: Die Gesamtheit aller uns besiedelnden Mikroorganismen, das sogenannte Mikrobiom, leistet einen bedeutenden Beitrag für unsere Gesundheit – zum Beispiel im Darm. Ohne die Mitarbeit von bestimmten Mikroorganismen könnten wir etwa zahlreiche wichtige Nährstoffe aus der Nahrung gar nicht verwerten. Unser gesundheitliches Wohlbefinden wäre gefährdet.


Doch der weltweit verbreitete westliche Lebensstil hat die natürliche Zusammensetzung des menschlichen Mikrobioms offensichtlich verändert: die Zahl der verschiedenen Bakterienarten ist bei Bürgern aus Industrienationen stark geschrumpft, wie ein Team US-amerikanischer und venezolanischer Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances berichtet. Die Forscher haben dagegen im Mikrobiom völlig isoliert lebender Yanomami-Indianer die größte bakterielle Artenvielfalt gefunden, die je an Menschen dokumentiert wurde. Gemeinsam mit seinen Kollegen hat Jose Clemente von der Icahn School of Medicine at Mount Sinai in New York Bakterienproben von Bewohnern eines Yanomami-Dorfes analysiert, das erst 2008 entdeckt wurde. Im Zuge einer medizinischen Expedition gaben 34  Yanomami freiwillig Proben ab – 28 von der Haut und aus dem Mund, elf stellten Stuhlproben zur Verfügung. Zuvor hatten die Indianer ohne Kontakt zur Außenwelt in der Abgeschiedenheit des Regenwaldes Venezuelas gelebt – als halbnomadische Jäger und Sammler, so wie es ihr Volk seit Jahrtausenden praktiziert.

US-Amerikaner beherbergen 40 Prozent weniger Arten

Die bakteriellen Mitbewohner dieser Menschen untersuchen zu können, bedeutet für die Forscher eine enorme Chance. Denn obwohl inzwischen bekannt ist, wie wichtig das Mikrobiom für den Menschen ist, ist eins noch immer nicht geklärt: inwiefern sich die Mikrobengemeinschaft durch den westlichen Lebensstil und unsere Ernährungsweise verändert hat und welche Konsequenzen sich daraus ergeben. Welche Mikrobiome sind also unseren Vorfahren am ähnlichsten? Und welche Rolle spielt eine große bakterielle Artenvielfalt für die Gesundheit des Menschen?
Erste Antworten geben nun die Proben der Yanomami. Darin fanden die Wissenschaftler weit mehr Bakterienarten als in den Vergleichsproben einer Gruppe US-Amerikaner – etwa 40 Prozent mehr Arten tummelten sich im körpereigenen Ökosystem der Indianer. Während bei ihnen keine Bakteriengruppe dominierte, fanden sich im Mikrobiom der US-Amerikaner unter anderem überdurchschnittlich viele Staphylokokken und Propionibakterien. Auch im Vergleich zu Proben von Malawiern und Stammesangehörigen des Guahibo-Volkes, die langsam mehr Kontakt zu westlichen Lebensweisen bekommen, war das Mikrobiom der Yanomami artenreicher. Besonders im Stuhl und auf der Haut fiel die Diversität den Forschern zufolge proportional mit dem zunehmenden Zugang zu Antibiotika und industriell verarbeiteten Lebensmitteln.

Moderne Überraschung im Yanomami-Mikrobiom

Mit dem Verlust von Bakterien schwindet auch ihr potenzieller gesundheitlicher Nutzen: „Es gibt offensichtlich auf der einen Seite einen Zusammenhang zwischen einer geringeren bakteriellen Artenvielfalt, industrieller Ernährung und modernen Antibiotika. Auf der anderen Seite gehen genau diese Faktoren der westlichen Lebensweise mit einer Zunahme immunologischer und metabolischer Erkrankungen wie Adipositas, Allergien und Diabetes einher", sagt Mitautorin Maria Dominguez-Bello. Etwas müsse diese Krankheiten im Laufe der vergangenen Jahrzehnte begünstigt haben: „Wir glauben, dass das Mikrobiom damit zu tun hat."


Überraschenderweise besitzen einige Bakterien des Yanomami-Mikrobioms jedoch auch Merkmale, die die Wissenschaftler eher in der modernen Welt vermutet hätten. Die Indianer beherbergen Bakterien mit Genen, die für Antibiotikaresistenzen codieren – insbesondere für synthetisch hergestellte Medikamente. Und das obwohl die Yanomami noch nie in Kontakt mit kommerziellen Antibiotika gekommen sein können. Diese Gene sind bei den Yanomami jedoch stumm, die Bakterien reagierten im Test trotzdem sensibel auf Antibiotika. Die Beobachtung könnte erklären, warum Bakterien sich immer wieder schnell an neue Antibiotika-Klassen anpassen. Vielleicht, so die Vermutung,  sind Resistenz-Gene ein natürliches Merkmal des menschlichen Mikrobioms.

Zurück ins ursprüngliche Gleichgewicht?

In Zukunft, so betonen die Forscher um Clemente, müsse man vermehrt ursprüngliche Mikrobiome analysieren – bevor sie durch zunehmende Westernisierung  indigener Völkergruppen verloren gehen. Solche Mikrobiome offenbaren nicht nur, wie die Mikrobengemeinschaft ausgesehen haben könnte, die unsere Vorfahren besiedelte. Sie bergen auch Hinweise auf den gesundheitlichen Nutzen bakterieller Artenvielfalt in und auf dem menschlichen Körper. So arbeiten Forscher etwa jetzt schon daran herauszufinden, wie sich das Vorhandensein oder das Fehlen gewisser Bakterien auf die Entstehung von Krankheiten auswirkt. In ursprünglich gebliebenen Mikrobiomen wollen die Experten nun jene Mikroben finden, die von therapeutischem Wert für den modernen Menschen sein könnten. Die kühne Hoffnung: Das krankmachende Ungleichgewicht im menschlichen Mikrobiom irgendwann wiederherzustellen und damit den globalen Trend zu metabolischen und immunologischen Erkrankungen rückgängig machen zu können.

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