Welche Rolle spielt die Darmflora?

Die Entwicklung des Immunsystems wird in den ersten Lebensmonaten auch durch die sogenannte Darmflora beeinflusst. Eine gesunde Zusammensetzung von Bakterien und Pilzen ist nicht nur wichtig für eine gute Verdauung, sondern auch für eine gesunde Immunabwehr. Die Studie SINT1A (Supplementation with B. infantis for Mitigation of Type 1 Diabetes Autoimmunity) untersucht, ob bei Kindern mit erhöhtem Typ-1-Diabetes-Erbrisiko durch die Einnahme eines Probiotikums die Entstehung des Diabetes verhindert werden kann.

Früherkennung des Typ-1-Diabetes

In Deutschland können in Bayern, Niedersachsen, Sachsen und Thüringen alle Kinder bis zum Alter von vier Monaten im Rahmen der Freder1k-Studie auf ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung eines Typ-1-Diabetes getestet werden. Mithilfe weniger Tropfen Blut, die aus der Nabelschnur direkt bei der Geburt oder später aus der Hand oder der Ferse des Kindes gewonnen werden, kann nach verschiedenen Abschnitten im Erbgut gesucht werden, von denen man weiß , dass sie gehäuft bei Menschen mit Typ-1-Diabetes auftreten.

Die internationale Plattform GPPAD ("Die Globale Plattform zur Prävention des Autoimmunen Diabetes") möchte bis 2022 länderübergreifend über 300.000 Neugeborene auf ein erhöhtes genetisches Risiko für Typ-1-Diabetes testen. Über zwei Drittel dieses Ziels sind schon erreicht. Dabei ist Typ-1-Diabetes keine klassische Erbkrankheit, bei der durch Weitergabe eines krankmachenden Gens von Vater und/oder Mutter ein pathogenes Erbmerkmal weitergegeben wird.

Bei Typ-1-Diabetes wird nur die Empfänglichkeit zur Entwicklung von Typ-1-Diabetes weitergegeben. Von 100 Kindern mit Risikogenen entwickeln nur etwa 10 bis zum 6. Geburtstag ein Frühstadium des Typ-1-Diabetes, was durch den Nachweis von "Diabetes-Antikörpern" in einem Bluttest nachgewiesen werden kann.

Kann die Entwicklung des Typ-1-Diabetes verhindert werden?

Die frühe Untersuchung des Erbgutes hat vor allem das Ziel, Eltern und Kindern die Chance zu geben, an Studien zur Vorbeugung der Entstehung des Typ-1-Diabetes teilzunehmen. In den vergangenen Jahren wurde den so identifizierten Kindern die POInT-Studie angeboten, bei der die Gabe von oralem Insulin zur Diabetesverhinderung untersucht wird. Ende März 2021 ist zu erwarten, dass die ausreichende Anzahl Studienteilnehmer bei POInT erreicht ist, um nach Abschluss der Studie eine belastbare Aussage zur Effektivität dieses Ansatzes machen zu können.

An der darauffolgenden SINT1A-Studie können nun Kinder mit einem erhöhten Typ-1-Diabetes-Risiko im Alter bis 6 Wochen teilnehmen. Solche Kinder sind besonders empfänglich, bereits zwischen dem 6. Lebensmonat und dem 3. Lebensjahr Inselautoantikörper zu entwickeln, die sich gegen die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse richten. Bei SINT1A wird nun untersucht, ob die Förderung einer gesunden Darmflora regulierend auf das Immunsystem – mit einer Verhinderung der Diabetes-Entstehung – wirken kann.

Die Rolle des Mikrobioms

Unser Darm ist mit 30 Billionen Mikroorganismen dicht besiedelt. Die "Darmflora" wird medizinisch als Mikrobiom bezeichnet. Man geht davon aus, dass wir zwischen 2 bis 3 kg Bakterien im Darm mit uns herumtragen. Das Mikrobiom entsteht, wenn wir bei der Geburt das erste Mal mit dem Fruchtwasser die dort angesiedelten Bakterien unserer Mutter in den Mund bekommen. Im Laufe des Lebens ändert sich die Zusammensetzung jedoch ständig, z. B. durch Umwelt- und Ernährungseinflüsse, so dass das Darm-Mikrobiom bei jedem Menschen anders ist.

Die Forschung ist erst seit kurzem auf diese Vielseitigkeit aufmerksam geworden, als durch die modernen Analysemethoden der Gensequenzierung es möglich wurde, das Mikrobiom aufzuschlüsseln und zu untersuchen. Die Sequenzierung erlaubt nun auch, Zusammenhänge zwischen Darmbakterien und Krankheitsbildern herzustellen. Ein verändertes Darm-Mikrobiom wird unter anderem mit Übergewicht, Artherosklerose oder Depression und nun auch mit der Entstehung des Typ-1-Diabetes in Verbindung gebracht.

SINT1A-Studie: Was wird gemacht?

Kindern mit einem erhöhten genetischen Typ-1-Diabetes-Risiko wird in der Studie bis zum 1. Geburtstag entweder ein Nahrungsergänzungsmittel mit dem Probiotikum (Bakterienstämme vom Typ Bifidobacterium longum subspecies infantis) oder einem Placebo als Pulver in etwas Muttermilch oder einer anderen Flüssigkeit aufgelöst und über den Mund verabreicht. Stillen unterstützt die optimale Verwertung des Probiotikums.

Daher wird den Müttern in der SINT1A-Studie empfohlen, ihr Kind mindestens die ersten 3 Monate zu stillen. Die Studienteilnehmer werden dann regelmäßig untersucht, ob sich bei ihnen Inselantikörper im Blut als Hinweis auf eine Entwicklung eines Typ-1-Diabetes nachweisen lassen.

Wie funktioniert das Probiotikum ?

Das bei SINT1A verwendete Probiotikum B. infantis stellt bereits mit einem Anteil von 40 bis 80 % das am häufigsten natürlich im Darm vorkommende Bakterium dar. Wenn es über den Mund aufgenommen wird, übersteht es aufgrund seiner hohen Magen- und Gallensäure-Resistenz die Magen-Darm-Passage sehr gut. Im Darm angekommen, verankert sich das Bakterium an der Darmschleimhaut und vermehrt sich sehr schnell.

Das B. infantis-Bakterium unterscheidet sich von anderen Darmbakterien dadurch, dass es in der Muttermilch enthaltene Mehrfachzucker (Oligosaccharide) besonders gut verstoffwechseln kann. So kann Bifidobacterium infantis sehr früh dazu beitragen, den Darm des Kleinkindes vor krankmachenden Keimen zu schützen, indem es Milchsäure und Essigsäure aus Zuckermolekülen synthetisiert.

Die bei der Verstoffwechselung von Oligosacchariden entstehenden Stoffe wie sogenannte kurzkettige Fettsäuren beschleunigen die Reifung der Immunantwort des Körpers und führen zu einer Regulation des Immunsystems. Krankmachende Entzündungsreaktionen werden dadurch unterdrückt und die wichtige Funktion der Darmbarriere verbessert.

Mikrobiom und Typ-1-Diabetes

Untersuchungen des Mikrobioms von Kindern, die Typ-1-Diabetes entwickeln, zeigten Hinweise für ein gestörtes Netzwerken der verschiedenen Bakterienstämme untereinander, und zwar schon bevor bei ihnen die für Diabetes typischen Antikörper nachweisbar waren. Ob diese Kommunikationsfähigkeit und Vernetzung des Mikrobioms bei Kindern mit hohem Diabetesrisiko durch Probiotika verbessert und dadurch die Entstehung eines Typ-1-Diabetes beeinflusst werden kann, soll jetzt die SINT1A-Studie zeigen.|

Autor:

Prof. Dr. med. Thomas Danne Chefarzt Diabetologie, Endokrinologie und Allgemeine Pädiatrie sowie klinische Forschung Kinderkrankenhaus auf der Bult Janusz-Korczak-Allee 12, 30173 Hannover E-Mail: danne@hka.de