Neue Erkenntnisse bringen veränderte Darmbakterien mit Autismus in Verbindung

Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, wirft Licht auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Autismus und Schäden am Darmmikrobiom. Die Studie enthüllt einen Mechanismus, durch den veränderte Darmbakterienpopulationen zu einer abweichenden mikrobiellen Entgiftung und mitochondrialen Dysfunktion führen können.

Der Zusammenhang zwischen Darmbakterien und Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) ist wohl einer der spannendsten Bereiche der Mikrobiomforschung. Bei Kindern mit ASS treten häufig Magen-Darm-Probleme auf und einige neuere, wenn auch kleine Studien deuten darauf hin, dass Stuhltransplantationen bei gesunden Probanden die Verhaltens- und psychischen Symptome von Autismus bei Kindern verbessern können.

Die größte Herausforderung für Mikrobiomforscher bei der Umsetzung ihrer Entdeckungen in klinische Therapien besteht möglicherweise in der Vielfalt der Darmbakterienpopulationen, die von Mensch zu Mensch unterschiedlich sind. Kurz gesagt: Während bestimmte Bakterienarten im Allgemeinen als „gut“ und andere als „schlecht“ gelten, gibt es für die Mikrobiomtherapie keine Einheitslösung. Aufgrund dieser Vielfalt ist es für Forscher schwierig, genau zu verstehen, wie das Mikrobiom Krankheiten beeinflusst.

Um dieses Hindernis zu überwinden, entwickelte eine große Gruppe von Wissenschaftlern aus China eine neuartige Analysestrategie namens „Quasi-Paar-Kohorte“. Zunächst rekrutierten die Forscher eine traditionelle Kohorte von 79 Kindern gleichen Alters und Geschlechts, von denen die Hälfte an Autismus litt und die andere Hälfte als neurotypische Kontrollgruppe diente.

Erste genomische Mikrobiomtests zeigten kaum einen Unterschied in der Bakterienvielfalt zwischen den beiden Gruppen. Zwischen den beiden Gruppen wurden einige wenige Unterschiede festgestellt, diese stimmten jedoch im Allgemeinen mit den in früheren Studien festgestellten Unterschieden überein.

Der nächste Schritt besteht darin, eine quasi-gepaarte Kohorte zu generieren. Dabei werden spezifische ASD-Proben mit Kontrollproben mit ähnlichem Stoffwechselhintergrund gepaart. Wie die Forscher in der Studie erklären: „Dieser Ansatz ermöglichte es uns, die ursprüngliche Gruppenkohorte in eine Paarkohorte umzuwandeln, die nicht nur die individuelle Vielfalt kontrolliert, sondern auch die statistische Aussagekraft verbessert.“

Dadurch konnten die Forscher nicht nur einfache Unterschiede in den Bakterienpopulationen feststellen, sondern auch wichtige nachfolgende Stoffwechselunterschiede zwischen Personen mit Autismus und neurotypischen Symptomen aufdecken.

In dieser Studie wurden fünf spezifische Stoffwechseldefekte festgestellt. Diese Defekte hängen mit dem Entgiftungsprozess zusammen, der durch bestimmte Enzyme ausgelöst wird, die von Darmbakterien produziert werden. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass diese Entgiftungsdefekte des Mikrobioms die Pathogenese von ASD beeinflussen könnten.

„Eine der wichtigsten pathologischen Manifestationen von ASD ist die mitochondriale Dysfunktion, und Mitochondrien sind aufgrund ihrer lipophilen Natur die Hauptziele organischer Giftstoffe“, schrieben die Forscher in der Studie. Wenn die mikrobielle Entgiftung des Darms bei ASS stark beeinträchtigt ist, können mehr Giftstoffe aus externen und internen Quellen in den Blutkreislauf gelangen und die Mitochondrien in verschiedenen Geweben schädigen. Unsere Erkenntnisse zur beeinträchtigten mikrobiellen Entgiftung helfen daher zu erklären, warum Kinder mit ASS so anfällig für Umweltgifte sind, und legen nahe, dass eine beeinträchtigte mikrobielle Entgiftung an der Pathogenese von ASS beteiligt sein könnte.

Wie bei den meisten Studien zu diesem Thema gibt es eine Reihe von Vorbehalten, die die umfassenderen Schlussfolgerungen einschränken. Obwohl die Studie eindeutige Ergebnisse liefert, die nahelegen, dass bei Patienten mit ASS möglicherweise mangelhafte Entgiftungsprozesse im Mikrobiom vorliegen, ist ein kausaler Zusammenhang mit dem Ausbruch oder der Schwere der ASS zum jetzigen Zeitpunkt nur spekulativ. Zunächst sind weitere Untersuchungen erforderlich, um diesen Zusammenhang zu bestätigen und zu untersuchen, ob eine Modulation des Mikrobioms die Entwicklung von ASD verhindern könnte.

„Eine beeinträchtigte mikrobielle Entgiftung war mit klinischen Bewertungen von ASD und dem Grad der mitochondrialen Dysfunktion verbunden, einer der wichtigsten pathologischen Veränderungen bei ASD, was stark darauf hindeutet, dass eine beeinträchtigte mikrobielle Entgiftung eng mit der Pathogenese von ASD zusammenhängt“, schlussfolgerten die Forscher in der Studie. „Diese bislang unbekannte Schutzfunktion der Darmmikroben legt eine mögliche zukünftige therapeutische Strategie nahe, um die beeinträchtigte mikrobielle Entgiftung bei Personen mit ASD wiederherzustellen.“