Genetik und Darmmikrobiom bestimmen Anfälligkeit für multiple Sklerose

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26.10.2020 15:33

Genetik und Darmmikrobiom bestimmen Anfälligkeit für multiple Sklerose

Studie mit Beteiligung des Exzellenzclusters „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ zeigt erstmals Zusammenhang zwischen Genetik, Darmmikrobiom und multipler Sklerose bei Mäusen.

Multiple Sklerose (MS) ist eine Autoimmunerkrankung des Nervensystems von der mehr als zwei Millionen Menschen weltweit betroffen sind. Im Verlauf der Erkrankung greift das Immunsystem die Isolationsschicht von Nervenzellen an und es entstehen Entzündungsherde in Gehirn und Rückenmark, die mit der Zeit zu schwerwiegenden neurologischen Symptomen führen können. Die genauen Ursachen von MS sind bisher noch nicht geklärt. Neben einer Veranlagung im Erbgut werden Virusinfektionen und auch Umwelteinflüsse, wie etwa durch die Ernährung, für MS verantwortlich gemacht. So gibt es immer mehr Hinweise, dass das Mikrobiom des Darms, sprich die Gesamtheit der im Darm lebenden Mikroorganismen, eine Rolle bei vielen Autoimmunerkrankungen spielen und auch für MS ursächlich sein könnte. Einem deutsch-amerikanisches Forschungsteam unter Beteiligung von Professor Hauke Busch und Dr. Axel Künstner vom Lübecker Institut für experimentelle Dermatologie (LIED) des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Lübeck, und der Universität zu Lübeck (UzL), beide Mitglied im Exzellenzcluster „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI), ist es nun erstmalig gelungen, einen Zusammenhang zwischen Mikrobiom, Genetik und Multipler Sklerose in Mäusen nachzuweisen. Das Team unter der Leitung von Dr. Dimitry Krementsov von der University of Vermont hat die Ergebnisse vor kurzem online in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Die Forschenden konnten in ihrer Studie zeigen, dass Mäuse je nach genetischer Ausprägung eine unterschiedliche Anfälligkeit für MS haben, die zusätzlich vom Darmmikrobiom und dem Stoffwechsel der Darmbakterien beeinflusst wird. Dazu haben sie Mäuse untersucht, die durch eine genetische Veranlagung besonders stark von MS betroffen waren und mit Mäusen verglichen, die durch ihre genetische Veranlagung weniger stark oder gar nicht von MS betroffen waren. In dem Mikrobiom mit stark ausgeprägter MS fanden die Forschenden vermehrt die Bakterienart Lactobacillus reuteri.

„Wir wollten daraufhin herausfinden, ob diese Bakterienart nur eine Folge der genetischen Ausprägung ist, oder ob sie selbst einen Einfluss auf die Anfälligkeit für MS hat“, erklärt Prof. Busch, Vorstandsmitglied des Exzellenzclusters PMI und Leiter der Arbeitsgruppe „Systembiologie von Entzündungskrankheiten“ am LIED. Dazu transferierten die Forschenden Proben des Darmmikrobioms, also Bakterienmischungen, die mit Lactobacillus reuteri angereichert waren, sowie Proben ohne diese Anreicherung in Mäuse ohne eigenes Darmmikrobiom. Das mit Lactobacillus reuteri angereicherte Mikrobiom führte in diesen Mäusen in der Tat zu einer stärkeren Ausprägung von MS. „Damit konnten wir zeigen, dass die Darmbakterien selbst auch einen Einfluss auf die Ausprägung der Krankheit haben“, erklärt Busch.

„Aufgrund seines positiven Einflusses auf die Verdauung wird Lactobacillus reuteri häufig als Probiotikum verwendet. In unserer Studie ist überraschenderweise gerade dieses Bakterium der „bad guy“. Das zeigt, welche wichtige Rolle die Ernährung, die letztlich auch das Mikrobiom beeinflusst, bei der Prävention und der Behandlung von MS spielen könnte“, sagt der leitende Bioinformatiker der Studie, Dr. Axel Künstner, Wissenschaftler am LIED und ebenfalls Mitglied im Exzellenzcluster PMI. „Unsere Beobachtungen machen deutlich, wie wichtig es ist, neben der Genetik auch andere Faktoren wie etwa das Darmmikrobiom und die Ernährung für die Entstehung und den Verlauf von komplexen Erkrankungen wie MS zu berücksichtigen“ so Künstner weiter.

Bildmaterial steht zum Download bereit:
https://www.precisionmedicine.de/fileadmin/user_upload/cluster/pmi/portraitbilde…
Dr. Axel Künstner, Bioinformatiker am Institut für experimentelle Dermatologie (LIED) des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Lübeck, und der Universität zu Lübeck (UzL), und Mitglied im Exzellenzcluster „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI).
Foto: privat

https://www.precisionmedicine.de/fileadmin/user_upload/cluster/pmi/portraitbilde…
Professor Hauke Busch, Vorstandsmitglied des Exzellenzclusters PMI und Leiter der Arbeitsgruppe „Systembiologie von Entzündungskrankheiten“ am Institut für experimentelle Dermatologie (LIED) des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Lübeck, und der Universität zu Lübeck (UzL).
Foto: Sascha Klahn, Uni Kiel.

Der Exzellenzcluster „Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen/Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) wird von 2019 bis 2025 durch die Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert (ExStra). Er folgt auf den Cluster Entzündungsforschung „Inflammation at Interfaces“, der bereits in zwei Förderperioden der Exzellenzinitiative (2007-2018) erfolgreich war. An dem neuen Verbund sind rund 300 Mitglieder in acht Trägereinrichtungen an vier Standorten beteiligt: Kiel (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Muthesius Kunsthochschule, Institut für Weltwirtschaft und Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik), Lübeck (Universität zu Lübeck, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein), Plön (Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie) und Borstel (Forschungszentrum Borstel – Leibniz Lungenzentrum).
Ziel ist es, die vielfältigen Forschungsansätze zu chronisch entzündlichen Erkrankungen von Barriereorganen in ihrer Interdisziplinarität verstärkt in die Krankenversorgung zu übertragen und die Erfüllung bisher unbefriedigter Bedürfnisse von Erkrankten voranzutreiben. Drei Punkte sind im Zusammenhang mit einer erfolgreichen Behandlung wichtig und stehen daher im Zentrum der Forschung von PMI: die Früherkennung von chronisch entzündlichen Krankheiten, die Vorhersage von Krankheitsverlauf und Komplikationen und die Vorhersage des individuellen Therapieansprechens.

Exzellenzcluster Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen
Wissenschaftliche Geschäftsstelle, Leitung: Dr. habil. Susanne Holstein
Postanschrift: Christian-Albrechts-Platz 4, D-24118 Kiel
Kontakt: Sonja Petermann
Telefon: (0431) 880-4850, Telefax: (0431) 880-4894
E-Mail: spetermann@uv.uni-kiel.de
Twitter: PMI @medinflame

Link zur Meldung: https://www.precisionmedicine.de/de/detailansicht/news/genetik-und-darmmikrobiom…


Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Hauke Busch
LIED – Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
Universität zu Lübeck und UKSH, Campus Lübeck
Tel.: 0451/3101-8470
E-Mail: hauke.busch@uni-luebeck.de

Dr. Axel Künstner
LIED – Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
Universität zu Lübeck und UKSH, Campus Lübeck
Tel.: 0451/3101 5475
E-Mail: axel.kuenstner@uni-luebeck.de


Originalpublikation:

Theresa L. Montgomery, Axel Künstner, Josephine J. Kennedya Qian Fang, Lori Asarian, Rachel Culp-Hill, Angelo D’Alessandro, Cory Teuscher, Hauke Busch, and Dimitry N. Krementsov: Interactions between host genetics and gut microbiota determine susceptibility to CNS autoimmunity, PNAS (2020).
DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2002817117


Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Biologie, Chemie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch


Quelle: IDW