Das faszinierende Gehirnmikrobiom und offene Fragen

Die Mikroben in unserem Darm stehen derzeit besonders im Fokus. Selbst wer die Forschung nicht laufend verfolgt, wird die zahlreichen Werbungen für Probiotika und Präbiotika kaum übersehen haben, die Produkte für ein gesundes Mikrobiom anpreisen.

In jüngerer Zeit wurden auch weitere Mikrobiome entdeckt, die ebenfalls eine wichtige Funktion für die Gesundheit haben. Mund, Nasenhöhle, Haut und Kopfhaut besitzen jeweils ein eigenes, unverwechselbares Mikrobiom. Manche Forschende gehen sogar davon aus, dass auch das Gehirn über ein eigenes Mikrobiom verfügt.

Die Vermutung eines Gehirnmikrobioms wurde erstmals 2013 formuliert, blieb zunächst aber weitgehend unbeachtet. Das liegt vor allem an der seit Langem verbreiteten Annahme, das Gehirn sei ein steriles Organ, das vom übrigen Körper und von schädlichen Stoffen im Blut abgeschirmt werde.

Auch der Nachweis von Mikroben ist schwierig. Die dafür eingesetzten Verfahren untersuchen fremdes genetisches Material. Das kann unzuverlässig sein, weil die gefundenen DNA-Fragmente auch durch Verunreinigungen entstanden sein könnten.

Blut-Hirn-Schranke und alterndes Immunsystem

In einem gesunden Gehirn schützt die sogenannte „Blut-Hirn-Schranke“ das Organ vor dem Blut und den darin gelösten schädlichen Substanzen. Mit zunehmendem Alter sowie bei neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer wird diese Schutzbarriere jedoch durchlässiger. Dadurch können Blut und schädliche Stoffe ins Gehirn gelangen.

Das kann Krankheiten auslösen und bereits entstandene Schäden zusätzlich verschlimmern. Gleichzeitig arbeitet das Immunsystem im Alter weniger wirksam. Das könnte dazu beitragen, dass Mikroorganismen im gesamten Körper verbleiben, die bei jüngeren Menschen womöglich von Immunzellen beseitigt worden wären.

Die bereits erwähnte Untersuchung aus dem Jahr 2013 ging der Frage nach, ob Mikroben in die Gehirne von Menschen mit HIV/AIDS eindringen können. Dafür verglichen die Forschenden Hirngewebe von Personen mit HIV/AIDS mit Hirngewebe von Menschen ohne HIV/AIDS.

Unerwarteterweise fanden sie nicht menschliches Erbmaterial, das auf mehr als 173 Arten von Bakterien und Phagen – also Viren, die Bakterien infizieren – in den untersuchten Gehirnen hindeutete.

In sämtlichen getesteten Hirnproben schien bakterielles genetisches Material vorhanden zu sein. Die Proben stammten von Patientinnen und Patienten mit unterschiedlichen Hirnerkrankungen und nicht ausschliesslich von Menschen mit HIV/AIDS.

Gehirnmikrobiom bei Alzheimer untersucht

Ein Forschungsteam der Universität Edinburgh stellte Gehirne von Menschen mit Alzheimer gesunden Gehirnen gegenüber. In den Gehirnen von Alzheimer-Betroffenen fanden sich mehr Bakterien und Pilze als bei gesunden Personen. Allerdings wiesen auch gesunde Gehirne mehrere Arten von Pilzen, Bakterien und anderen Mikroorganismen auf.

Das menschliche Gehirnmikrobiom erwies sich als Teilmenge des Darmmikrobioms und machte etwa 20 % davon aus. Zwar wurden in den Gehirnen von Menschen mit Alzheimer mehr Bakterien festgestellt, doch konnten die Forschenden kein Muster bestimmter Bakterien erkennen, die ausschliesslich in erkrankten Gehirnen vorkamen.

Diese Studie wurde bislang jedoch weder begutachtet noch in einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift veröffentlicht. Ihre Ergebnisse sollten daher mit entsprechender Vorsicht bewertet werden.

Noch offene Fragen zum Gehirnmikrobiom

Bis heute ist nicht eindeutig geklärt, auf welchem Weg Mikroorganismen ins Gehirn gelangen können.

Einer Theorie zufolge führen Erkrankungen im Mundraum, etwa Zahnfleischentzündungen oder Karies, zu Gewebeschäden. Dadurch könnten Bakterien, die üblicherweise im Mund vorkommen, über das Nervensystem bis ins Gehirn wandern.

Bemerkenswert ist, dass Mundbakterien Amyloidproteine bilden können. Dieses Protein ist für die normale Gehirnfunktion bedeutsam, bei Menschen mit Alzheimer finden sich jedoch abnorme Ansammlungen davon. Bakterien aus dem Mund könnten somit ins Gehirn eindringen und dort Krankheiten verursachen.

Das Gehirnmikrobiom ist ein neues und faszinierendes Konzept. Fortschritte bei molekularen Methoden, etwa neue Sequenziertechnologien, die uns helfen, den genetischen Code von Mikroorganismen zu verstehen, werden vermutlich zur Entdeckung weiterer Mikroben im gesamten Körper führen.

Ähnlich wie beim Darmmikrobiom scheint ein Ungleichgewicht in der Zusammensetzung der vorhandenen Mikroben Krankheiten begünstigen zu können. Dennoch eröffnet diese Entdeckung neue mögliche Therapieansätze für Hirnerkrankungen wie Alzheimer.

Vieles bleibt allerdings ungeklärt. Das Darmmikrobiom unterscheidet sich von Mensch zu Mensch – und dasselbe könnte für das Gehirnmikrobiom gelten. Eine vollständige Karte der Mikroben, die in einem gesunden Gehirn leben, liegt bislang nicht vor.

Ausserdem wissen wir nicht, was bestimmt, welche Mikroorganismen in unserem Gehirn leben, und wie sie überhaupt dorthin gelangen.

Janosch Heller, Assistenzprofessor für biomedizinische Wissenschaften, Dublin City University

Dieser Artikel wurde unter einer Creative-Commons-Lizenz von The Conversation erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.