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Wissen Wissenschaft
07/04/2022

Forscher sehen den Darmbakterien beim Fressen zu

Eine neue in Wien und Boston entwickelte Mikroskopie-Methode zeigt, welche Bakterienart welche Nährstoffe verspeist.

Welche Darmmikroben im Verdauungstrakt welche Stoffe fressen, ist für jeden Menschen eine gesundheitsrelevante Frage. Dies erkundeten nun Forscher und Forscherinnen der Universität Wien mit einer Mikroskopier-Technik, die innerhalb von Sekundenbruchteilen anzeigt, welche von den Hunderten Darmbakterienarten die jeweiligen Nährstoffe verspeist. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Pnas veröffentlicht.

Markiertes Futter für den Darm

Ein Team um Michael Wagner vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft der Universität Wien und Ji-Xin Cheng von der Universität Boston (USA) kombinierte zwei Mikroskopie-Methoden (Stimulierte Raman Streumikroskopie und Zwei-Photonen-Mikroskopie), um die Nahrungsgewohnheiten der Darmmikrobengesellschaft aufzudecken.

Zunächst bekamen die "Mikrobiomproben" markiertes Futter vorgesetzt. "Es war mit stabilen, nicht radioaktiven Isotopen versetzt", schrieben die Forscher in einer Aussendung der Uni Wien. Isotopen sind Varianten eines Elements mit unterschiedlicher Masse. "Über den Isotopengehalt einzelner Bakterienzellen kann ihr Fressverhalten analysiert werden", erklärten sie.

Schleimhautzucker namens Fucose

Zusätzlich wurden unterschiedliche Bakterienarten farbig fluoreszierend markiert. "Mit dieser Hochgeschwindigkeitsmethoden konnten wir in kürzester Zeit den Isotopengehalt von mehr als 30.000 Bakterienzellen aus menschlichen Darmproben bestimmen", so Wagner. "Dabei zeigte sich, dass eine Darmbakterienart namens Clostridien eine wichtige und bislang unbekannte Rolle beim Abbau des Schleimhautzuckers Fucose spielen", erklärte seine Mitarbeiterin Fatima Pereira.

Fucose sei "die Schnittstelle zwischen der Schleimhaut und dem Darmmikrobiom". Zwanzig Prozent der Menschen hätten Probleme mit dem Fucose Stoffwechsel und dadurch ein erhöhtes Risiko für entzündliche Darmerkrankungen. Möglicherweise fehlen ihnen die relevanten Mikroben, so die Forscher. Dann könnte man sie ihnen eventuell als "Probiotika" (Lebensmittelzubereitungen, die lebensfähige Mikroorganismen enthalten) verabreichen.

Aktuell verwendet das Forschungsteam aus Wien und Boston die neu entwickelte Methode, um zu untersuchen, wie Medikamente, die zur Behandlung von Parkinson und Schizophrenie häufig verschrieben werden, das Darmmikrobiom des Menschen beeinflusst, heißt es in der Aussendung. Damit könne man aber nicht nur Darmbakterien des Menschen, sondern auch "Mikrobiome der Umwelt" erforschen, so Wagner.

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