Neben dem genetischen Hintergrund haben auch Umweltfaktoren einen Einfluss auf die Parkinson-Krankheit (PD). Die Zusammensetzung des menschlichen Darmmikrobioms - also der Mikroorganismen, die in unserem Darm leben – ist bei Menschen mit Parkinson verändert. Dies ergab eine Analyse von mehr als 300 Stuhlproben, die im Rahmen der Luxemburger Parkinson-Studie gesammelt wurden. Die Wissenschaftler erstellten personalisierte Computermodelle der mikrobiellen Artengemeinschaft aller Teilnehmenden die älter als 50 Jahre waren. Sie fanden heraus, dass bei Menschen mit Parkinson mindestens sieben Bakterienarten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen eine signifikante Veränderung ihrer Häufigkeit aufweisen. Dies könnte sich auf den Stoffwechsel der an Parkinson erkrankten Menschen auswirken und beispielsweise mit Verstopfung und anderen nicht-motorischen Symptomen in Verbindung gebracht werden.
Veränderungen im Mikrobiom können Stoffwechselprozesse verändern
Das menschliche Mikrobiom besteht aus etwa so vielen Mikroorganismen wie es Zellen im menschlichen Körper gibt. Allein im Darm gibt es mehr als 1000 verschiedene Arten und sie haben einen großen Einfluss auf unsere Gesundheit. Normalerweise leben die verschiedenen Arten von Mikroorganismen im Gleichgewicht, jedoch können Krankheiten entstehen, wenn dieses Gleichgewicht gestört ist. Außerdem spielt das Mikrobiom eine wichtige Rolle bei der Aufnahme von Nährstoffen aus der Nahrung und bei Stoffwechselprozessen. Veränderungen in der Zusammensetzung des Mikrobioms könnten daher direkte Auswirkungen auf den Stoffwechsel des Individuums haben. In der vorliegenden Studie wurde die Häufigkeit des Bakteriums Bilophila wadsworthia mit dem Fortschreiten der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht. Dieser Mikroorganismus ist dafür bekannt, dass er am Schwefelstoffwechsel im Darm beteiligt ist, und wurde bereits mit Verstopfung assoziiert.
Individuelles Modell des Mikrobioms zeigt unterschiedliche Sekretionsfähigkeiten von Metaboliten
Um zu untersuchen, welche Auswirkungen ein verändertes Mikrobiom auf individueller Basis hat, verwendeten die Forscher Computermodelle, um das Mikrobiom jedes Teilnehmers zu rekonstruieren. Anschließend untersuchten sie kleine Moleküle, so genannten Metabolite, die von den Mikroorganismen produziert werden, und berechneten die maximale Produktionskapazität für 129 Metabolite. Die Modelle ergaben, dass die Mikrobiome von Menschen mit Parkinson eine unterschiedliche Produktionskapazität für neun dieser Metabolite aufweisen, darunter fünf, die mit Verstopfung und anderen nicht-motorischen Symptomen in Verbindung stehen. Dieses Ergebnis legt nahe, dass eine veränderte Zusammensetzung des Mikrobioms zu schwerwiegenden Veränderungen im Stoffwechsel führen könnte, die zu häufigen Symptomen der Parkinson-Krankheit beitragen.
PD-assoziierte mikrobielle Muster hängen auch von anderen Faktoren ab
Detailliertere Analysen der individuellen Patientenprofile ergaben, dass Faktoren wie Geschlecht, Alter und Body-Mass-Index (BMI) ebenfalls eine Rolle für die Zusammensetzung des Mikrobioms spielen. Insbesondere war die Häufigkeit einiger Bakterienarten nur bei weiblichen Patienten reduziert, während bei männlichen Patienten keine Veränderung des Mikrobioms festgestellt werden konnte. Ebenso schien die Häufigkeit bestimmter Bakterien bei Menschen mit Parkinson mit dem Alter zuzunehmen, während andere Bakterienstämme bei Menschen mit Parkinson unabhängig von ihrem Alter insgesamt weniger häufig vorkamen. Zusammengenommen spiegeln diese Ergebnisse die Komplexität der Krankheit wider und unterstreichen die Bedeutung weiterer Analysen, um die Rolle all dieser Faktoren besser zu verstehen. Des Weiteren könnte die Erstellung umfassender Profile der veränderten Mikrobiome von Menschen mit Parkinson Informationen über das Fortschreiten und den Schweregrad der Krankheit liefern und ihre Behandlung in Zukunft erleichtern.