Synergie und Sauerstoffanpassung zur Entwicklung von Probiotika der nächsten Generation

Kahn und seine Kollegen entwickelten eine Methode, die darauf basiert, das streng anaerobe Bakterium Faecalibacterium prausnitzii sukzessive einem zunehmend erhöhten Sauerstoffgehalt in definierten Bioreaktoren auszusetzen. Dadurch entsteht ein sauerstofftoleranter Stamm, wenn er der Umgebungsluft ausgesetzt wird, während seine ursprünglichen probiotischen Kapazitäten erhalten bleiben. Es gab viele Versuche, Probiotika der nächsten Generation zu entwickeln, um fehlende Bakterien bei Menschen mit einem erhöhten Krankheitsrisiko hinzuzufügen. Diese Bakterien sind jedoch ernährungsintensiv, empfindlich gegenüber Sauerstoff und sterben wenige Sekunden nachdem sie dem Sauerstoff der Umgebungsluft ausgesetzt wurden. Dies macht es äusserst kompliziert, solche lebende Bakterienprodukte zu entwickeln.

Im Studienexperiment wurde F. prausnitzii gemeinsam mit Desulfovibrio piger von gesunden Spendern isoliert. Dieses sulfatreduzierende Bakterium hat in einem völlig neuartigen kooperativen Modus positive Auswirkungen auf F. prausnitzii.

Kahn und seine Kollegen zeigten eine spezifische ernährungsphysiologische Wechselwirkung zwischen den Bakterien. Diese beiden kooperieren, indem sie füreinander wichtige Stoffwechselprodukte austauschen: In Gegenwart von Glukose liefert F. prausnitzii Laktat an D. piger, welches wiederum Acetat produziert, das von F. prausnitzii zur Produktion von Butyrat aufgenommen wird. Butyrat hat positive Auswirkungen auf die Darmzellen und die Darmbarriere des Wirts.