Unser Gehirn könnte auch sein eigenes Mikrobiom haben

Von Janosch Heller - Assistant Professor für Biomedizinische Wissenschaften, Dublin City University

Die Mikroben, die in Ihrem Darm leben, haben in den letzten Jahren immer wieder die Schlagzeilen gemacht. Selbst wenn Sie die Forschung in diesem Bereich nicht verfolgen, ist es sehr wahrscheinlich, dass Sie den zahlreichen Werbespots für Probiotika, Präbiotika und anderen Produkten, die darauf abzielen, Ihr Darmmikrobiom gesund zu halten, nicht entgangen sind.


Auch andere Mikrobiome wurden kürzlich entdeckt, und sie spielen ebenfalls eine wichtige Rolle für unsere Gesundheit. Unser Mund, unsere Nasenhöhlen, unsere Haut oder auch unsere Kopfhaut haben alle ihre eigenen Mikrobiome. Einige Wissenschaftler haben sogar vorgeschlagen, dass das Gehirn ebenfalls sein eigenes Mikrobiom haben könnte.

Diese Idee, die erstmals 2013 formuliert wurde, hat zunächst nicht viel Aufmerksamkeit erregt. Und das aus gutem Grund: Man dachte lange Zeit, dass das Gehirn ein steriles Organ sei, teilweise isoliert vom Rest des Körpers durch die Blut-Hirn-Schranke, die es vor potentiell schädlichen Substanzen im Blut schützt.

Zehn Jahre später: Wo stehen wir? Aus verschiedenen technischen Gründen ist es schwierig, das Vorhandensein von Mikroben im Gehirn zu bestätigen, insbesondere weil Analysen, die fremdes genetisches Material nachweisen, manchmal durch Kontaminationen während der Probenaufbereitung beeinträchtigt werden können. Dennoch konnten eine Reihe von Hinweisen gesammelt werden.

Wenn die Blut-Hirn-Schranke nicht mehr ihre Rolle spielt

Normalerweise wird das Gehirn durch die Blut-Hirn-Schranke, eine sehr dichte physiologische Barriere zwischen dem Blutkreislauf und dem Zentralnervensystem (Gehirn und Rückenmark), vor potentiell infektiösen Erregern und schädlichen Stoffen im Blut geschützt.

Mit zunehmendem Alter und bei neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer wird diese Schutzbarriere jedoch durchlässig, und schädliche Substanzen können ins Gehirn eindringen. Dies kann die Ursache für bestimmte Krankheiten sein.

Darüber hinaus verliert das Immunsystem mit dem Alter an Effizienz. Dadurch könnten Mikroorganismen, die normalerweise bei jungen Menschen eliminiert werden, im Körper älterer Menschen bestehen bleiben.

2013 wollte ein Team herausfinden, ob Mikroben in das Gehirn von Menschen eindringen können, die mit dem HIV-Virus infiziert sind und ein erworbenes Immunschwächesyndrom (AIDS) entwickelt haben. Nach Zustimmung der Betroffenen verglichen sie (postmortem, nach Autopsie) ihr Gehirngewebe mit dem von nicht erkrankten Personen (einschließlich Gehirnproben von Personen, die sich einer Operation zur Behandlung ihrer Epilepsie unterzogen hatten). Zu ihrer großen Überraschung fanden sie zahlreiche Spuren nicht-menschlichen genetischen Materials: Über 173 Arten von Bakterien und Phagen (Bakterien-infizierende Viren) wurden in den untersuchten Gehirnen nachgewiesen.

Noch erstaunlicher: Alle getesteten Proben schienen bakterielles genetisches Material zu enthalten, nicht nur die von HIV-Infizierten.

An der Universität Edinburgh verglich ein weiteres Forscherteam die Gehirne von Alzheimer-Patienten mit gesunden Gehirnen. Während die Hirnproben von Alzheimer-Patienten mehr Bakterien und Pilze enthielten als die von gesunden Individuen, wurden auch in den gesunden Gehirnen mehrere Arten von Pilzen, Bakterien und anderen Mikroorganismen nachgewiesen. Darüber hinaus, auch wenn mehr Bakterien in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten vorhanden waren,

Die durchgeführten Analysen zeigten außerdem, dass das Mikrobiom des menschlichen Gehirns scheinbar ein Subset des Darmmikrobioms ist (mit dem es etwa 20 % der Arten teilt). Obwohl mehr Bakterien in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten gefunden wurden, konnten die Forscher kein spezifisches Schema bei den Kranken bestimmen.

Es sei darauf hingewiesen, dass diese Studie noch nicht von Fachleuten begutachtet wurde; sie wurde lediglich als "Preprint" auf dem Server Bioarchive veröffentlicht, daher sollten diese Ergebnisse mit Vorsicht interpretiert werden.

Es bleiben Fragen offen

Letztendlich wissen wir immer noch nicht, wie Mikroorganismen in unser Gehirn gelangen.

Zu den vorgeschlagenen Theorien gehört eine, die besagt, dass gesundheitliche Probleme, die den Mund betreffen, wie Zahnfleischkrankheiten oder Karies, Gewebeschäden verursachen könnten, die es dann den normalerweise in der Mundhöhle vorhandenen Bakterien ermöglichen würde, über das Nervensystem ins Gehirn zu gelangen.

Interessanterweise sind Mundbakterien in der Lage, Amyloid-Proteine zu produzieren. Proteine dieser Familie sind auch in Gehirnzellen vorhanden. Obwohl sie für die normale Gehirnfunktion wichtig sind, können sie manchmal anomale Aggregate bilden, die besonders im Gehirn von Alzheimer-Patienten beobachtet werden.

Dank Fortschritten in der Molekulartechnik, wie den neuen Sequenzierungstechnologien, werden künftig mehr Mikroben an Orten im Körper nachgewiesen, an denen sie bisher nicht entdeckt wurden. Das Konzept des zerebralen Mikrobioms ist neu und faszinierend. Wie beim Darmmikrobiom könnte ein Ungleichgewicht zwischen den verschiedenen vorhandenen Mikrobenarten Krankheitsursachen sein. Wenn dies der Fall wäre, könnte diese Entdeckung neue therapeutische Ansätze eröffnen, insbesondere im Kontext bestimmter Gehirnerkrankungen wie Alzheimer.

Dennoch bleiben verschiedene Fragen offen. Es ist bekannt, dass sich das Darmmikrobiom von Person zu Person unterscheidet, und es könnte ähnlich beim Gehirnmikrobiom sein. Wir haben noch keine Kartierung der Mikroben, die im Gehirn leben könnten. Darüber hinaus wissen wir weder, wie sie dort kontrolliert werden, noch, wie sie überhaupt erstmal in das Gehirn gelangen...