Darmbakterien: Lebende Biotherapeutika als neue Therapie

Magen-Darm-Erkrankungen mit lebenden Mikroben behandeln

Der menschliche Darm beherbergt Tausende von Bakterienarten. Einige dieser Bakterien haben medizinisches Potenzial bei einer ganzen Reihe von Magen-Darm-Erkrankungen, wie eine aktuelle Studie zeigt. Manche Arten könnten bei der Bekämpfung von Dickdarmkrebs helfen, während andere Magen-Darm-Infektionen behandeln oder vorbeugen könnten.

Forschende des Massachusetts Institute of Technology (USA) haben eine Möglichkeit entdeckt, lebende Organismen zur Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen nutzbar zu machen. Das Team konnte die Bakterien mithilfe einer Beschichtung so konservieren, dass sie bei der Herstellung, Lagerung und Lieferung von Biotherapeutika nicht absterben. Das eröffnet den Weg für viele neue potenzielle Behandlungsmöglichkeiten. Die Ergebnisse wurden kürzlich im „Journal of the American Chemical Society“ präsentiert.

Warum es bislang kaum Medikamente mit lebenden Organismen gibt

Eines der größten Hindernisse bei der Entwicklung von lebenden Biotherapeutika war bislang, die nützlichen Mikroorgansismen von der Herstellung bis zur Einnahme am Leben zu halten. Die meisten der nützlichen Mikroben, die auch im menschlichen Darm vorkommen, sind anaerob und reagieren empfindlich auf Sauerstoff. Dies erschwert die Herstellung, Lagerung und Lieferung von potenziellen Biotherapeutika mit lebenden Organismen.

Beschichtung schützt Mikroben vor Sauerstoff

Die Arbeitsgruppe des Massachusetts Institute of Technology fand nun eine mögliche Lösung für dieses Problem. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickelten eine Beschichtung, die nützliche Mikroben vor Sauerstoff-Schäden schützt. „Wir glauben, dass diese Beschichtung so ziemlich jede Mikrobe von Interesse schützen könnte“, bestätigt Studienhauptautorin Professorin Ariel L. Furst. Sie ist überzeugt davon, dass Mikroorganismen „bei einer Vielzahl von Krankheiten helfen können.“

Die Beschichtung besteht aus Metallionen und pflanzlichen Stoffen, den so genannten Polyphenolen, die beispielsweise auch in Tee enthalten sind. Die Metallionen entstammen aus Eisen, welches ebenfalls für den menschlichen Verzehr unbedenklich ist. Die Verbindung aus Polyphenolen und Eisenionen bildet laut den Forschenden eine gitterartige Schutzschicht, die die Mikroben vor Schäden durch Sauerstoff bewahrt.

Bakterien überlebten den Herstellungsprozess

Werden die Ionen und die Polyphenole in Lösung gebracht und dieser Lösung die gewünschten Bakterien zugeführt, so bildet das Material eine Beschichtung direkt auf den Bakterien. Im Anschluss können diese beschichteten Bakterien beispielsweise mittels Gefriertrocknung weiterverarbeitet werden. Wenn sie später auf eine saure Umgebung, wie beispielsweise die des Magens treffen, zerfällt die Beschichtung und die Bakterien werden freigesetzt.

Die Forschenden zeigten, dass die Bakterien nach einem kompletten Herstellungsprozess noch gesund waren und ihre zelluläre Aktivität nach der Einnahme ausüben konnten. Lediglich ihr Wachstum war vorübergehend gehemmt.

Verdauungsprobleme mit Darmbakterien beheben

Beim Bakterium Bacteroides thetaiotaomicron wurde das Beschichtungsverfahren bereits erforderlich getestet. Die Mikroben sind auf die Verdauung von Kohlenhydraten spezialisiert. In Därmen von gesunden Personen findet man sie häufig. Die Bakterien haben therapeutisches Potenzial bei Verdauungsproblemen. Aufgrund der Sauerstoffempfindlichkeit konnten sie bislang jedoch nicht als Behandlung getestet werden. (vb)