Veränderte Darmflora bei Diabetes Typ 1

Gesunde Kontrollpersonen weisen eine ganz andere Darmflora auf als die Mikrobiota von Patienten mit Diabetes Typ 1. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie US-amerikanischer Wissenschaftler. Diese Erkenntnisse könnten eine wichtige Rolle für das Verständnis der Entstehung dieser Autoimmunerkrankung spielen.

Zuletzt aktualisiert am 21. Juni 2022 um 18:57

Neue Erkenntnisse über Pathogenese?

Bei Diabetes Typ 1 greift das körpereigene Immunsystem die Langerhans-Inseln in der Bauchspeicheldrüse an, die Insulin produzieren. Die dadurch verursachten Entzündungen beeinträchtigen die Produktion dieses Botenstoffs, bis sie schließlich vollkommen aufhört. Bei Diabetes Typ 2 dagegen entwickelt sich mit der Zeit eine Insulinresistenz, die häufig durch Übergewicht verursacht wird.

Die neuen Untersuchungen legen nahe, dass sich die Darmmikrobiota von Patienten mit Typ-1-Diabetes (T1D) signifikant von denen gesunder Kontrollpersonen unterscheidet. Die Ergebnisse wurden im Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology veröffentlicht.

Unklare Ursachen der Krankheitsentwicklung

Es ist noch nicht klar, welche Faktoren genau zur Entwicklung von Diabetes Typ 1 führen. Aber der Co-Autor der Studie, Dr. Kartik Shankar von der University of Colorado, und seine Kollegen erklärten, dass aller Wahrscheinlichkeit nach sowohl genetische Faktoren als auch Immunstörungen eine Rolle spielen.

In den vergangenen Jahren sind immer mehr Wissenschaftler auf den potenziellen Einfluss der Darmmikrobiota auf das Immunsystem aufmerksam geworden. Mittlerweile gilt es fast als sicher, dass die Mikrobiota im Darm beim Krankheitsrisiko eine entscheidende Rolle spielt. Darmbakterien können nicht nur das Risiko für wiederkehrende Infektionen wie Clostridioides difficile beeinflussen, sondern auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Autoimmunerkrankungen spielen.

Jugendliche Studienteilnehmer untersucht

Ziel der aktuellen Studie war es, einen möglichen Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und dem Risiko der Entwicklung von Diabetes Typ 1 zu untersuchen. Sie versuchten auch herauszufinden, ob und wie Darmmikroben und andere Faktoren, beispielsweise Therapien und Ernährung, sich gegenseitig beeinflussen und bestimmte Vorhersagen für Diabetes Typ 1 ermöglichen.

Für die Untersuchungen rekrutierten die Forscher 30 Jugendliche mit Diabetes Typ 1 sowie 35 gesunde Jugendliche als Kontrollgruppe. Die Patienten stellten jeweils Stuhlproben zur Verfügung, die dann einem mikrobiellen Profiling unter Verwendung von metagenomischer Deep-Shotgun-Sequenzierung unterzogen wurden.

Die Forscher analysierten die Ergebnisse, um den Typ und die Häufigkeit bestimmter Bakterienarten in den Proben zu bestimmen. Anschließend führten sie eine Korrelationsanalyse und Modellierung durch, um zu sehen, ob bestimmte Merkmale die Krankheit vorhersagen könnten.

Veränderungen bei Zusammensetzung und Funktion

Die Analyse zeigte, dass Patienten mit Diabetes Typ 1 eine größere Alpha-Diversität aufwiesen als gesunde Jugendliche, basierend auf dem Simpson Diversity Index. Die Alpha-Diversität ist ein Maß für die Gesamtheterogenität innerhalb einer Stichprobe. Die Beta-Diversität hingegen war zwischen den beiden Kohorten ähnlich. Beta-Diversity bezieht sich auf die Diversität zwischen einzelnen Proben.

Unter Verwendung der Effektgrößen der linearen Diskriminanzanalyse stellten die Forscher fest, dass es signifikante Unterschiede in den mikrobiellen Gemeinschaften der beiden Gruppen auf unterschiedlichen taxonomischen Ebenen gab. Sieben Taxa wurden bei Patienten mit Diabetes Typ 1 auf Speziesebene angereichert, während 3 bei gesunden Kontrollen angereichert wurden.

Unterschiedliche Stoffwechselwege erkannt

„Darüber hinaus waren 33 von 400 mikrobiellen Stoffwechselwegen zwischen den beiden Gruppen signifikant unterschiedlich“, stellten die Autoren fest. „Wichtig ist, dass die Biosynthese von Aminosäuren, Vitaminen, Enzym-Cofaktoren und Elektronenträgern herunterreguliert wurde, während Fermentationswege bei Jugendlichen mit Diabetes Typ 1 im Vergleich zu gesunden Jugendlichen hochreguliert waren.“

Eine weitere Analyse deutete darauf hin, dass bestimmte Bakterienarten mit dem Gehalt an glykiertem Hämoglobin, Hautcarotinoiden, Ernährungsfaktoren und körperlicher Aktivität in Verbindung stehen, sagten die Forscher. Gleichzeitig wiesen sie darauf hin, dass „die meisten Bakterienarten, die mit diesen Faktoren in Verbindung gebracht werden, zwischen den beiden Gruppen unterschiedlich waren.“

Zusammenfassend sagten die Autoren, dass die Beweise auf eine „umfassende Veränderung“ sowohl in der Zusammensetzung als auch in der funktionellen Kapazität der Darmmikrobiota von Menschen mit Diabetes Typ 1 hindeuten. Sie betonten, dass diese Ergebnisse neue Erkenntnisse bieten, die den Ermittlern helfen könnten, besser zu verstehen und vorherzusagen, wie sich die Krankheit entwickelt.

Quelle:

Pon Velayutham, A.B., Mokhtari, P., Metos, J.M., Jambal, P. and Shankar, K. (2022), Gut Microbial and Metabolic Signatures are Altered in Adolescents with Type 1 Diabetes. The FASEB Journal, 36:. https://doi.org/10.1096/fasebj.2022.36.S1.R3170 (https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fasebj.2022.36.S1.R3170)

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