Mikrobiom: Prä-, Pro, Synbiotika und Allergien

Bei der Entstehung von Allergien spielt die mikrobielle Vielfalt eine zentrale Rolle. Inwiefern sich das Mikrobiom und seine Zusammensetzung durch Prä-, Pro- und Synbiotika beeinflussen lassen und welche Auswirkungen dies auf das Allergiegeschehen hat, thematisierten zwei Vorträge Ende April beim Nutricia-Mittagssymposium im Rahmen der 33. Jahrestagung der Gesellschaft für Pädiatrische Gastroenterologie und Ernährung e.V. in Freiburg.

Mikrobiom: Welchen Einfluß hat es auf Allergien?

Dem Zusammenhang zwischen Allergie und mikrobieller Vielfalt in Körper und Umwelt widmete sich Prof. Dr. med. Claudia Traidl-Hoffmann, Inhaberin des Lehrstuhls für Umweltmedizin, Technische Universität München. Allergie, machte Traidl-Hoffmann dabei deutlich, gehöre zu den wenigen immunologischen Erkrankungen, die von Gesundheit zu Krankheit geht, aber auch wieder zurück. Umweltfaktoren wie das Mikrobiom spielten dabei eine zentrale Rolle. Das Ziel sei letztlich, durch epidemiologische Analysen zu verstehen, wie genau Umweltfaktoren den Menschen beeinflussen, um dann negative und positive Faktoren zu identifizieren.

Gute Keime - schlechte Keime? Die Diversität ist entscheidend!

Es sei bekannt, dass kaiserschnittgeborene Kinder ein höheres Allergierisiko haben als auf dem natürlichen Wege geborene Säuglinge, die über den Vaginaltrakt Mikroben aufnehmen. Dass das erhöhte Allergierisiko jedoch nicht mit der Art der Geburt zusammenhängt, sei kürzlich widerlegt worden, da sich die Mikrobiome von vaginalgeborenen und Kaiserschnitt-Kindern überlappten und mit der Zeit anglichen. Vielmehr hänge das erhöhte Allergierisiko mit der Art der während des Kaiserschnitts verabreichten Antibiotika zusammen, vermutete Traidl-Hoffmann. Die Frage jedoch nach guten und schlechten Keimen sei nicht so leicht zu beantworten. So zeige eine aktuelle Studie mit unterschiedlichen Untergruppen des zumindest auf der Haut als regulatorisch geltenden Staphylococcus epidermidis, dass der eine Keim die Entwicklung von Hautkrebs unterstütze, während der andere diese hemme. „Wenn wir auch Mikroben oder Keime identifizieren“, fasste Traidl-Hoffmann zusammen, „sind wir noch nicht so weit, dass wir sagen können: Der ist gut, der ist schlecht. Hier muss man noch einmal in die Tiefe gehen und die Funktionen der einzelnen Keime untereinander und vor allem im Zusammenspiel mit menschlichen Grenzflächen analysieren.“ Entscheidend sei jedoch die Diversität des Mikrobioms. So haben Vergleiche der gesunden und läsionalen Haut eines Patienten mit atopischem Ekzem gezeigt, dass die Vielfalt der Mikroben absinkt. Dabei verringerte sich jedoch nicht die Anzahl der Spezies, vielmehr werde das Mikrobiom von Staphylococcus aureus überwuchert, von dem seit längerem bekannt sei, dass er Neurodermitis triggere. Um diesen Keim zu reduzieren, habe man auf Basis des Mikrobioms mit Oligosacchariden und Probiotika interveniert. Dabei konnte im Reagenzglas gezeigt werden, dass Pro- und Präbiotika T-regulatorische Zellen aktivieren und somit Entzündungen hemmen können.

Die These, dass eine Diversität der Mikroben entscheidend sei, werde auch durch Daten zu Darm- oder Mund-Mikrobiota bestätigt. So gelte: Je mehr Allergien eine Person aufweise, desto geringer sei auch die Diversität im Darm. Einzelne Mikrobiomanalysen seien momentan jedoch noch ohne Konsequenz für die Klinik. Die grundlegende Erkenntnis sei die Rolle der mikrobiellen Diversität: „Zukünftig werden wir über das Mikrobiom intervenieren können, um Erkrankungen zu heilen oder zu verhindern. Noch sind wir nicht so weit und müssen insbesondere auch hier die Präzisionsmedizin und die individualisierte Intervention schaffen“, schloss Traidl-Hoffmann. Notwendig dafür seien weitere Untersuchungen in Form von Interventionsstudien.

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Prä-, Pro- und Synbiotika - lässt sich das Immunsystem über das Mikrobim steuern?

Daran anschließend unterteilte Dr. Adam Fox, Guy’s & St Thomas’ Hospital, London, das kindliche Mikrobiom, welches entscheidend für die Entwicklung einer Immuntoleranz sei, grob in zwei Typen: Auf der einen Seite stehe das gesündere, vielfältigere, säuglingstypische Mikrobiom, welches den Grundstock für eine gute Darmgesundheit lege. Auf der anderen eine weniger gesunde, weniger vielfältige Mikrobiota, welche mehr der von Erwachsenen ähnelte. Diese Dysbiose sorge für ein erhöhtes Allergierisiko. Die zentrale Frage sei nun, wie sich das Mikrobiom rechtzeitig von einem Zustand in den anderen verändern ließe. Als Ausgangspunkt diene die wirtschaftswissenschaftliche Nudge-Theorie, die den Einfluss minimaler Eingriffe auf komplexe Systeme untersuche, erklärte Fox. „Wenn wir Prä- und Probiotika oder beides in Form von Synbiotika verwenden können, um die Entwicklung der Mikrobiota von einer weniger gesunden zu einer gesünderen, vielfältigeren, kindlicheren Form zu beeinflussen, dann hat das womöglich den Einfluss auf die klinischen Ergebnisse, den wir uns versprechen.“

Prä-, Pro- und Synbiotika und Kuhmilchallergie: Was weiß man aus Studien?

Den Effekt, welchen eine synbiotische Kombination auf das Mikrobiom und die klinischen Ergebnisse habe, untersuchen mehrere Interventionsstudien. Dazu gehört auch eine laufende Studie, welche sich mit der Frage befasst, wie schnell Kinder mit einer IgE-vermittelten Kuhmilchproteinallergie (KMPA) aus der Allergie hinauswachsen.

Detaillierte Ergebnisse hingegen wurden bereits für die multizentrische, doppelblinde randomisierte ASSIGN-Studie publiziert. An dieser Studie nahmen 71 Kinder mit non-IgE-vermittelter KMPA teil. Die eine Hälfte erhielt eine reguläre nonallergene Spezialnahrung auf Basis einer Aminosäurenformula (AAF-Nahrung). Die andere bekam eine AAF-Spezialnahrung, welche mit Prä- und Probiotika in Form von Oligofruktose, Inulin und Bifidobakterien breve M-16V angereichert war. Dass die Kombination aus Synbiotika und AAF-Nahrung sicher und effektiv in der Behandlung von KMPA ist, war bereits im Vorfeld gezeigt worden.

Um das Mikrobiom der allergischen Kinder nicht nur untereinander, sondern auch mit dem gesunder Säuglinge vergleichen zu können, wurde außerdem eine Kontrollgruppe mit nichtallergischen, gestillten Kindern hinzugezogen. Die teilnehmenden Kinder mit KMPA blieben in den ersten Wochen bei ihrer Nahrung und konnten später wechseln, wobei jedoch die meisten bei der bisherigen Spezialnahrung blieben.

Als Marker dienten bestimmte Bakterien, die mit einer gesünderen Mikrobiota assoziiert sind, darunter auch Bifidobakterien. „Nach acht Wochen mit der Interventionsnahrung konnte man einen signifikanten Anstieg an Bifidobakterien bei den Kindern beobachten, die Synbiotika erhielten“, erklärte Fox. Gleichzeitig gingen die mit einem erwachseneren Mikrobiom und höheren Allergierisiko assoziierten Eubakterien und Clostridien zurück. Die Daten zeigen außerdem, dass der Effekt konstant sei. Denn auch nach 12 und 26 Wochen hielt das Verhältnis von Bifidobakterien, Eubakterien und Clostridien an. Dies war auch nach sechs Monaten zu beobachten, als eine Mehrheit der Kinder die nonallergene Spezialnahrung bereits abgesetzt hatte, da sie aus der Allergie herausgewachsen waren.

Die Studie zeigte außerdem, dass sich insbesondere die gastroenterologischen Beschwerden besserten. Ebenso wurde deutlich, dass Kinder, die Synbiotika erhielten, seltener an Infektionen litten. Auch dermatologische Behandlungen kamen bei Kindern mit atopischem Ekzem seltener zum Einsatz, wenn sie die AAF-Nahrung mit Synbiotika erhielten. Die vorliegenden Daten zeigten also, resümierte Fox, dass der Einsatz von Prä- und Probiotika die Dysbiose beeinflusse und die Darm-Mikrobiota dahingehend fördere, dass die Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota mehr der von gesunden, gestillten Kindern gleiche.

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