Wie bestimmte Darmbakterien Multiple Sklerose antreiben

Wenn Darmbakterien der Schutzschicht von Nerven zu sehr ähneln, können sie das Immunsystem fehlleiten und es zum Angriff auf das eigene Nervensystem treiben. Dieser Mechanismus kann den Verlauf von Multipler Sklerose beschleunigen, wie Forschende der Universität Basel anhand von Versuchen mit Mäusen zeigen.

Mit der Frage, wie es zur Entstehung von Autoimmunkrankheiten kommt, beschäftigen sich Forschende seit Jahrzehnten. Neuere Hypothesen nehmen auch die Darmflora in den Fokus. Denn Menschen mit Multipler Sklerose weisen eine andere Zusammensetzung an Darmbakterien auf als Nicht-Betroffene.

„Wir wissen, dass die Darmflora das Immunsystem beeinflusst, aber die Mechanismen in Bezug auf Multiple Sklerose sind nicht vollständig geklärt“, sagt Prof. Anne-Katrin Pröbstel von den Universitäten Basel und Bonn. Mit ihrer Forschungsgruppe an der Universität Basel und am Universitätsklinikum Bonn untersucht die Neurologin die Rolle des Mikrobioms bei MS.

Gefährliche Doppelgänger

Eine Hypothese besagt, dass entzündungsfördernde Darmbakterien, die ähnliche Oberflächenstrukturen wie die Myelinschicht der Nerven besitzen, das Immunsystem aufwiegeln: Die Immunzellen greifen daraufhin sowohl die schädlichen Bakterien als auch die körpereigene Myelinschicht an. Fachleute bezeichnen diese Ähnlichkeit zwischen den Bakterien und der Myelinschicht als „molekulares Mimikry“.

In einer Studie im Fachjournal „Gut Microbes“ liefert das Forschungsteam um Pröbstel mit den Erstautorinnen Dr. Lena Siewert und Dr. Kristina Berve neue Beweise für diese Hypothese. Mit molekularbiologischen Methoden veränderten sie entzündungsfördernde Salmonella-Bakterien so, dass sie eine der Myelinschicht ähnliche Oberflächenstruktur tragen. Als Kontrolle nutzten sie die unveränderten Bakterien der gleichen Art.

Bei genetisch veränderten Mäusen, die als Krankheitsmodell für Multiple Sklerose dienen können, bewirkten die Myelin-ähnlichen Salmonella-Bakterien einen markant schnelleren Krankheitsverlauf als die unveränderten Bakterien. «Die entzündungsfördernden Bakterien allein befeuern die Krankheit nur bedingt», erklärt Pröbstel. «Aber die Kombination aus entzündlichem Milieu und molekularem Mimikry aktiviert spezifische Immunzellen. Diese vermehren sich, wandern ins Nervensystem ein und greifen dort die Myelinschicht an.»

Das Immunsystem auf Toleranz statt Angriff schulen

Die gleichen Versuche führte das Forschungsteam mit E. coli-Bakterien durch, die Teil einer normalen Darmflora sind und nicht entzündlich wirken. Pflanzten sie den Mäusen die Myelin-ähnlichen E. coli-Bakterien ein, gab es einen milderen Krankheitsverlauf. «Wenn wir in Zukunft mit anderen Bakterien arbeiten, die das Immunsystem aktiv beruhigen statt anzustacheln, könnten wir Immunzellen womöglich darauf schulen, das Myelin zu tolerieren und nicht anzugreifen», so Pröbstel.

Die Studie zeigt, dass nicht nur die Zusammensetzung der Darmbakterien eine Rolle bei Multipler Sklerose spielt, sondern dass Myelin-ähnliche Oberflächenstrukturen auf bestimmten Bakterien dazu beitragen könnten, wie die Krankheit verläuft. Darüber hinaus liefert sie wertvolle Erkenntnisse über das Potenzial von mikrobiombasierten Therapien bei Multipler Sklerose. Diese könnten das Immunsystem mithilfe spezifisch modifizierter Bakterien so trainieren, dass es sich nicht mehr gegen die Myelinschicht richtet.

Die Ergebnisse mahnen jedoch auch zur Vorsicht: «Manche Krebstherapien nutzen das Mikrobiom, um das Immunsystem gegen den Tumor anzustacheln», so Pröbstel. «Damit schafft man aber möglicherweise auch das Milieu im Darm, in dem molekulares Mimikry Autoimmunreaktionen oder gar -krankheiten auslösen kann.»