Wenn das Darmökosystem von Menschen aus den Fugen gerät, hilft oft nur noch eine Fäkaltransplantation. Da eine solche riskant ist, tüfteln Forschende eines ETH-Spin-offs, also einem an der Universität gegründetem Jungunternehmens, nun an einem Bakterienmix als sichere Alternative.

Im menschlichen Darm tummeln sich um die 500 verschiedene Bakterienarten, die dabei helfen Essen zu verdauen. So zerlegen sie große Moleküle wie Nahrungsfasern in kleinere, die ins Blut gelangen und so dem Körper als Nährstoffe und Energiequelle dienen. Zusammen bilden die Mikroorganismen ein komplexes und fein austariertes Ökosystem, in dem jede Bakterienart ihre Aufgabe übernimmt.

Bei einer Infektion mit Clostridium difficile, gerät dieses System aber komplett aus dem Gleichgewicht. Diese Bakterienart stellt einen Giftstoff her, der die Darmwand schädigt. Betroffene leiden an Durchfall und Gewichtsverlust und können im Extremfall innerlich verbluten.

Krankheitserreger im Darm

Antibiotika lindern die Symptome, schaffen es aber nicht immer, den Erreger vollständig auszumerzen. Dadurch flammt die Krankheit immer wieder auf. Dann hilft oft nur noch eine Fäkaltransplantation. Den Patienten wird dabei der gesunde Stuhl eines in der Regel verwandten Freiwilligen in den Darm gebracht. Die Hoffnung ist, dass sich aus dieser "Starterkultur" wieder eine intakte Darmflora bildet, die Clostridium difficile in Schach halten kann.

Solche Transplantationen sind allerdings risikoreich, da niemand voraussehen kann, wie sich die Darmflora des Spenders im Empfängerdarm entwickelt. Denn auch bei gesunden Spendern befinden sich nicht nur nützliche Bakterien, sondern auch Krankheitserreger im Darm.

"Während die potenziell schädlichen Bakterien in einem gesunden Darmökosystem in Schach gehalten werden, können sie in einem geschädigten Darm überhandnehmen", so Tomas de Wouters, Mikrobiologe und CEO des ETH-Spin-offs Pharmabiome. Dies hätte gravierende Folgen.

Neue Mischung

Um Abhilfe zu schaffen, entwickeln de Wouters und seine Kollegen ein standardisiertes und kontrolliertes Produkt, das man Patienten ohne Risiko verabreichen kann. Da sich die Darmflora aber nur schwer als Ganzes im Labor vermehren lässt, haben die Forscher nach Schlüsselaltern gesucht, die das komplexe Ökosystem zusammenhalten.

Aus Stuhlproben von gesunden Freiwilligen isolierten sie Bakterien. Sie studierten, welche biochemischen Aufgaben die Bakterien übernehmen und unter welchen Bedingungen sie sich kultivieren lassen. So ist es den Wissenschaftern gelungen, Arten zu vermehren, die sich bisher nicht kultivieren ließen.

Aus den Bakterienarten, die die Grundaufgaben des Darmökosystems abdecken, stellten die Forscher daraufhin eine Mischung zusammen – eine Art minimale Darmflora. Diese ließen sie sich patentieren. Zudem entwickelten sie eine Methode, wie die Darmflora einfach und kostengünstig in größeren Mengen vermehrt werden kann.

An Patienten testen

Aktuell werden die Zuchtbakterien im Labor getestet. Versuche bei Mäusen haben gezeigt, dass sich dank der Mischung das Darmgleichgewicht wieder einstellte, sogar besser als mit einer Fäkaltransplantation, wie die ETH schreibt. Als nächstes soll der Bakterienmix an Patienten getestet werden.

Hoffnung auf Linderung können sich nicht nur Patienten machen, die unter Clostridium difficile-Infektionen leiden. Auch bei chronischen Entzündungserkrankungen des Darms wie Morbus Crohn und Colitis Ulcerosa sowie bei Darmkrebs gelte es, ein aus dem Gleichgewicht geratenes Darmökosystem wieder ins Lot zu bringen, so de Wouters. Weitere Anwendungen seien bei chronischen Stoffwechselerkrankungen wie Übergewicht, Fettleber und Diabetes denkbar. (15.2.2018)