Darmbakterien prägen die Gesundheit. Wie sie das tun, verrät eine Analyse der Funktionen, die einzelne Mikroben in diesen Gemeinschaften von Mikroorganismen übernehmen. Wiener Forscher erkundeten dies mit einer Mikroskopier-Technik, die innerhalb von Sekundenbruchteilen anzeigt, welche Darmbakterienarten welche Nährstoffe verspeisen. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift "Pnas" veröffentlicht.

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

Im Darm leben Billionen Mikroben. - © apa / F. Burda Stiftung
Im Darm leben Billionen Mikroben. - © apa / F. Burda Stiftung

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

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

Fucose sei "die Schnittstelle zwischen der Schleimhaut und dem Darmmikrobiom". 20 Prozent der Menschen hätten Probleme mit dem Fucose-Stoffwechsel und dadurch ein erhöhtes Risiko für entzündliche Darmerkrankungen. Möglicherweise fehlen ihnen die relevanten Mikroben, die man laut den Forschern eventuell als "Probiotika" - also Lebensmittelzubereitungen, die lebensfähige Mikroorganismen enthalten - verabreichen könnte. Derzeit verwendet das Team die neu entwickelte Methode, um zu untersuchen, wie Medikamente zur Behandlung von Parkinson und Schizophrenie das Darmmikrobiom beeinflussen.