Weltmikrobiomtag 23: Sind Probiotika wirksam?

Aufbauend auf der Definition der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat die International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) 2014 die Definition von Probiotika dahingehend überarbeitet, dass sie „ lebende Mikroorganismen, die bei Verabreichung in angemessener Menge einen gesundheitlichen Nutzen für den Wirt haben " bezeichnet. Es hat sich gezeigt, dass bestimmte Bakterienstämme dem Wirt zugute kommen, indem sie die natürliche Darmmikrobiota stimulieren und potenzielle Krankheitserreger im Darm verdrängen, die Immunreaktion des Wirts auslösen und Stoffwechselprodukte freisetzen, die dem Wirt bei der Verdauung helfen oder antimikrobielle Eigenschaften haben [2,3]. Die Forschung hat gezeigt, dass die richtige Verwendung von Probiotika der menschlichen Gesundheit zugutekommen könnte, und hat das Potenzial der Verwendung von Probiotika zur Linderung von Symptomen von Darmerkrankungen, zur Behandlung von Geschwüren, zur Verringerung des Risikos von Darmkrebs, und zur Veränderung der Darm-Hirn-Achse hervorgehoben.

Kürzlich führten Ng et al. eine Literaturübersicht durch und bewerteten die Ergebnisse von 7 klinischen Studien, die sich mit den Auswirkungen einer Probiotika-Supplementierung bei Patienten mit schweren depressiven Störungen ( MDD) befassten. Frühere Studien haben gezeigt, dass das Darmmikrobiom von depressiven Patienten einen geringeren Anteil an bestimmten nützlichen Bakterien wie Lactobacillus spp. und Bifidobacterium spp. und einen höheren Anteil an Enterobacteriaceae, einschließlich einiger pathogener Stämme, aufweist. Die Gruppe kam zu dem Ergebnis, dass die Probiotika-Intervention in diesen klinischen Studien insgesamt zu einer bescheidenen Verbesserung der depressiven Symptome führte. In einigen Studien wurde eine Zunahme der Diversität und Abundanz von Butyrat produzierenden Bakterien festgestellt, die zur Hochregulierung des neurotrophen Faktors im Gehirn beitragen könnten, und andere Studien haben gezeigt, dass Probiotika die Produktion der Neurotransmitter Serotonin und Dopamin beeinflussen können [4]. Ng et al. kamen zu dem Schluss, dass längerfristige Studien erforderlich sind, um die Bedeutung der bisherigen Ergebnisse und die Auswirkungen spezifischer Organismen und Probiotikamischungen auf MDD vollständig zu beurteilen.

 

Die Fähigkeiten von Probiotika werden auch als Alternative zu antibiotischen Wachstumsförderern (AGP) in der Landwirtschaft erforscht, und kürzlich untersuchten Tran et al. das antimikrobielle Potenzial von sechs Bacillus-Stämmen gegen Clostridium perfringens, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa und Salmonella enterica. Sie sammelten zunächst Metaboliten-Extrakte aus jedem der Bacillus spp. und identifizierten, welche Stammextrakte die größte antimikrobielle Aktivität gegen die ausgewählten pathogenen Bakterien zeigten, indem sie MIC-Tests durchführten [3]. Diese Extrakte wurden dann mittels HPLC analysiert und gereinigt; dabei wurden vier Lipopeptide vom Typ Surfactin C gefunden, die antimikrobielle Aktivität zeigten. Diese Ergebnisse wurden in einem Tierversuch mit Broiler-Schlüpflingen überprüft, bei dem die Vögel mit einer Kokultur aus drei probiotischen Bacillus-Stämmen behandelt wurden. Sie verzeichneten eine Zunahme des Körpergewichts, der durchschnittlichen Tageszunahme und der durchschnittlichen täglichen Futteraufnahme sowie eine Abnahme der Futterverwertung im Vergleich zu den Kontrollen über 28 Tage [3]. Außerdem fanden sie in den Blinddarmproben der probiotischen Gruppe nach der Behandlung Analoga von Surfactin C, nicht aber in der Kontrollgruppe [3].

In den letzten Jahren werden auf einigen Neugeborenen-Intensivstationen (NICUs) orale Probiotika eingesetzt, um die Darmmikrobiota von Frühgeborenen zu verändern und das Auftreten von nekrotisierender Enterokolitis (NEC) und spät einsetzender Sepsis (LOS) zu verringern [5,6]. Alcon-Giner et al. beobachteten die Darmmikrobiota und das Metabolom (mittels 16S-RNA-Sequenzierung) von Frühgeborenen, die Probiotika der Gattungen Bifidobacterium spp. und Lactobacillus spp. erhalten hatten, und verglichen das Profil mit Kontrollpersonen, die nicht supplementiert wurden [6]. Sie stellten fest, dass Bifidobacterium bei den supplementierten Säuglingen im Vergleich zu den Kontrollpersonen zu allen Probenahmezeitpunkten eine hohe Abundanz aufwies und in einigen Fällen den Darm dominierte, und dass der Stamm in der Mikrobiota des Säuglings persistierte [6]. Darüber hinaus wurde Lactococcus nur bei einigen supplementierten Säuglingen nachgewiesen und hatte eher eine vorübergehende Wirkung, wurde aber immer noch in einer höheren Rate als in der Kontrollgruppe nachgewiesen [6]. Die relative Häufigkeit von Escherichia, Clostridium, Klebsiella und Enterobacter war bei den supplementierten Säuglingen im Vergleich zu den Kontrollen geringer, was zeigt, dass die supplementierten Frühgeborenen eine geringere Häufigkeit potenziell pathogener Organismen aufweisen, die mit NEC und LOS in Verbindung gebracht werden, und dass die fäkale Mikrobiota eher mit der eines gesunden, voll entwickelten Säuglings übereinstimmt.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Geschrieben von der DWS-Mikrobiologin, Charlotte Austin.

Referenzen:

1. Hill C., Guarner f., Reid G., Gibson G.R., Merenstein D.J., Pot  B., Morelli L., Canani R.B., Flint H.J., Salminen S, Calder P., Sanders  M. (2014) The International Scientific Association for Probiotics and  Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the  term probiotic. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 11, 506–514
2. Yadav  M.K., Kumari I., Singh B., Sharma K., Tiwari S. (2022) Probiotics,  prebiotics and synbiotics: Safe options for next-generation  therapeutics. Applied Microbiology & Biotechnology 106, 505–521
3. Tran C., Horyanto D., Stanley D., Cock I.E., Chen X., Feng Y. (2023) Antimicrobial Properties of Bacillus Probiotics as Animal Growth Promoters. Antibiotics (Basel, Switzerland), 12(2), 407
4. Ng  Q.X., Lim Y.L., Yaow C.Y.L., Ng W.K., Thumboo J., Liew T. M. (2023)  Effect of Probiotic Supplementation on Gut Microbiota in Patients with  Major Depressive Disorders: A Systematic Review. Nutrients 15(6), 1351
5. Acuna-Gonzalez  A., Kujawska M., Youssif M., Atkinson T., Grundy S., Hutchison A.,  Tremlett C., Clarke P., & Hall L.J. (2023) Bifidobacterium  bacteraemia is rare with routine probiotics use in preterm infants: A  further case report with literature review. Anaerobe, 80, 102713
6. Alcon-Giner,  C., Dalby, M. J., Caim, S., Ketskemety, J., Shaw, A., Sim, K., Lawson,  M. A. E., Kiu, R., Leclaire, C., Chalklen, L., Kujawska, M., Mitra, S.,  Fardus-Reid, F., Belteki, G., McColl, K., Swann, J. R., Kroll, J. S.,  Clarke, P., & Hall, L. J. (2020). Microbiota Supplementation with  Bifidobacterium and Lactobacillus Modifies the Preterm Infant Gut  Microbiota and Metabolome: An Observational Study. Cell reports. Medicine, 1(5), 100077