Manchmal ist es für einen Forscher nicht ganz einfach, an Proben für eine Untersuchung zu kommen. Auch Indi Trehan arbeitete in Malawi unter erschwerten Bedingungen: Bei Temperaturen von bis zu 40 Grad Celsius musste er seine Proben in flüssigem Stickstoff tiefkühlen. Doch den bekam er nur in der weit entfernt liegenden Hauptstadt. Außerdem hatte der Forscher von der Washington Universität in St. Louis einen merkwürdigen Wunsch. Er bat die Mütter von Zwillingen, ihm die Windeln ihrer Kinder zu überlassen. In dem Kot darin wollte er nach den Ursachen der Kwashiorkor Krankheit suchen.
"Es war eine Herausforderung, die Menschen davon zu überzeugen, dass wir keine komischen Dinge mit den Stuhlproben ihrer Kinder anstellen wollen, (sie verkaufen wollen oder Ähnliches). Man muss gegen viele Mythen ankämpfen. Und dann saßen wir mit den Windeln in der afrikanischen Hitze und versuchten, den Stuhl in kleine Proberöhrchen zu bekommen. Überall waren Fliegen und setzten sich auf den Kot und dann in unsere Gesichter und überall liefen Tiere herum. Das Ganze war ziemlich unterhaltsam."
Doch die Mühe hat sich für die Forscher gelohnt. Monat für Monat sammelten sie Stuhlproben von insgesamt 317 malawischen Zwillingspaaren und untersuchten die Bakteriengemeinschaften darin. Von Geburt an verfolgten die Forscher das Schicksal der Babys, bis diese drei Jahre alt waren. Einige dieser Kinder erkrankten während dieser Zeit an Kwashiorkor und entwickelten die typischen Symptome dieser Mangelerscheinung. Ihre Zwillingsgeschwister waren zwar ebenfalls unterernährt, zeigten aber keine Symptome. Anhand der Stuhlproben konnten die Forscher nachvollziehen, dass sich vor Ausbruch der Krankheit die Bakteriengemeinschaft im Darm der betroffenen Kinder verändert hatte. Manche Bakterienstämme waren ausgestorben, andere kamen häufiger vor, als bei den Geschwisterkindern, die nicht an Kwashiorkor erkrankt waren.
"Ich war überrascht, dass wir so einen deutlichen Zusammenhang beobachtet haben. Obwohl die Zwillingspaare im selben Haushalt wohnten, genetisch sehr ähnlich und manchmal sogar identisch sind, obwohl sie die gleichen Mahlzeiten und die gleiche Nahrungsmenge einnehmen, wird eines der Kinder so krank und das andere nicht. Wir haben nur eine mögliche Erklärung dafür: Die Unterschiede in der Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft im Darm der Kinder sind dafür verantwortlich. Warum sich diese Mikrobiota bei den kranken Kindern verändert, weiß aber momentan niemand."
Um zu testen, wie die krank machende Bakteriengemeinschaft im Organismus wirkt, haben die Forscher sie in keimfreie Mäuse transplantiert. Damit schufen sie im Darm der Nager das gleiche Milieu, wie im Darm der an Kwashiorkor erkrankten Kinder. Anschließend fütterten sie die Nager mit der gleichen Kost, die auch die untersuchten Zwillingspaare zu sich genommen hatten: Mais, Mehl und wenig Gemüse, die typische Kost in Malawi. Obwohl die Mäuse mit der kranken Mikrobiota genauso viel fraßen, wie Artgenossen, in deren Darm sich die Bakterien eines gesunden Kindes tummelten, verloren sie deutlich an Gewicht. Offenbar führte die Mikrobiota des kranken Kindes im Darm der Maus also dazu, dass diese weniger Nährstoffe aufnehmen konnte.
"Als wir diese Mäuse wieder mit ausgewogener Kost ernährten, verbesserte sich ihr Zustand. Wir können aber nicht sicher sagen, welche Rolle die Mikrobiota dabei spielte: Ob die bessere Ernährung die Mäuse geheilt hat und sich dadurch die Bakteriengemeinschaft wieder regulierte. Oder ob die bessere Ernährung die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft im Darm verändert hat und sich der Zustand der Mäuse deshalb verbesserte. Für mich ist dies die wahrscheinlichere Erklärung, aber ich bin mir nicht 100 prozentig sicher. "
Dass Darmbakterien dabei helfen, wichtige Nährstoffe und Vitamine aus der Nahrung aufzunehmen, ist lange bekannt. Studien haben aber auch gezeigt, dass die Darmbakterien eines gesunden Menschen im Körper eines Diabetes Patienten die Insulinempfindlichkeit der Zellen verbessern kann. Indi Trehan und seine Kollegen wollen deshalb nun genaueres darüber herausfinden, welche Bakterien für die Symptome der Kwashiorkor Krankheit verantwortlich sind.
"Momentan ist es noch zu früh, unsere Ergebnisse in eine Therapie zu übersetzen. Denkbar ist aber, dass man schädliche Bakterien mit Antibiotika aus dem Darm entfernt oder dass man den Betroffenen probiotische Bakterien gibt, die die Mikrobiota wieder aufbauen. Vielleicht wäre es auch möglich, die Darmbakterien eines gesunden Menschen zu transplantieren um die Mikrobiota wieder zu normalisieren."
Menschen mit schweren Durchfallerkrankungen haben solche Transplantationen schon geholfen. Doch Kritiker warnen vor den unabsehbaren Folgen solcher Therapien. Denn was genau die Darmbakterien im menschlichen Körper so alles anstellen, wird gerade erst erforscht.
"Es war eine Herausforderung, die Menschen davon zu überzeugen, dass wir keine komischen Dinge mit den Stuhlproben ihrer Kinder anstellen wollen, (sie verkaufen wollen oder Ähnliches). Man muss gegen viele Mythen ankämpfen. Und dann saßen wir mit den Windeln in der afrikanischen Hitze und versuchten, den Stuhl in kleine Proberöhrchen zu bekommen. Überall waren Fliegen und setzten sich auf den Kot und dann in unsere Gesichter und überall liefen Tiere herum. Das Ganze war ziemlich unterhaltsam."
Doch die Mühe hat sich für die Forscher gelohnt. Monat für Monat sammelten sie Stuhlproben von insgesamt 317 malawischen Zwillingspaaren und untersuchten die Bakteriengemeinschaften darin. Von Geburt an verfolgten die Forscher das Schicksal der Babys, bis diese drei Jahre alt waren. Einige dieser Kinder erkrankten während dieser Zeit an Kwashiorkor und entwickelten die typischen Symptome dieser Mangelerscheinung. Ihre Zwillingsgeschwister waren zwar ebenfalls unterernährt, zeigten aber keine Symptome. Anhand der Stuhlproben konnten die Forscher nachvollziehen, dass sich vor Ausbruch der Krankheit die Bakteriengemeinschaft im Darm der betroffenen Kinder verändert hatte. Manche Bakterienstämme waren ausgestorben, andere kamen häufiger vor, als bei den Geschwisterkindern, die nicht an Kwashiorkor erkrankt waren.
"Ich war überrascht, dass wir so einen deutlichen Zusammenhang beobachtet haben. Obwohl die Zwillingspaare im selben Haushalt wohnten, genetisch sehr ähnlich und manchmal sogar identisch sind, obwohl sie die gleichen Mahlzeiten und die gleiche Nahrungsmenge einnehmen, wird eines der Kinder so krank und das andere nicht. Wir haben nur eine mögliche Erklärung dafür: Die Unterschiede in der Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft im Darm der Kinder sind dafür verantwortlich. Warum sich diese Mikrobiota bei den kranken Kindern verändert, weiß aber momentan niemand."
Um zu testen, wie die krank machende Bakteriengemeinschaft im Organismus wirkt, haben die Forscher sie in keimfreie Mäuse transplantiert. Damit schufen sie im Darm der Nager das gleiche Milieu, wie im Darm der an Kwashiorkor erkrankten Kinder. Anschließend fütterten sie die Nager mit der gleichen Kost, die auch die untersuchten Zwillingspaare zu sich genommen hatten: Mais, Mehl und wenig Gemüse, die typische Kost in Malawi. Obwohl die Mäuse mit der kranken Mikrobiota genauso viel fraßen, wie Artgenossen, in deren Darm sich die Bakterien eines gesunden Kindes tummelten, verloren sie deutlich an Gewicht. Offenbar führte die Mikrobiota des kranken Kindes im Darm der Maus also dazu, dass diese weniger Nährstoffe aufnehmen konnte.
"Als wir diese Mäuse wieder mit ausgewogener Kost ernährten, verbesserte sich ihr Zustand. Wir können aber nicht sicher sagen, welche Rolle die Mikrobiota dabei spielte: Ob die bessere Ernährung die Mäuse geheilt hat und sich dadurch die Bakteriengemeinschaft wieder regulierte. Oder ob die bessere Ernährung die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft im Darm verändert hat und sich der Zustand der Mäuse deshalb verbesserte. Für mich ist dies die wahrscheinlichere Erklärung, aber ich bin mir nicht 100 prozentig sicher. "
Dass Darmbakterien dabei helfen, wichtige Nährstoffe und Vitamine aus der Nahrung aufzunehmen, ist lange bekannt. Studien haben aber auch gezeigt, dass die Darmbakterien eines gesunden Menschen im Körper eines Diabetes Patienten die Insulinempfindlichkeit der Zellen verbessern kann. Indi Trehan und seine Kollegen wollen deshalb nun genaueres darüber herausfinden, welche Bakterien für die Symptome der Kwashiorkor Krankheit verantwortlich sind.
"Momentan ist es noch zu früh, unsere Ergebnisse in eine Therapie zu übersetzen. Denkbar ist aber, dass man schädliche Bakterien mit Antibiotika aus dem Darm entfernt oder dass man den Betroffenen probiotische Bakterien gibt, die die Mikrobiota wieder aufbauen. Vielleicht wäre es auch möglich, die Darmbakterien eines gesunden Menschen zu transplantieren um die Mikrobiota wieder zu normalisieren."
Menschen mit schweren Durchfallerkrankungen haben solche Transplantationen schon geholfen. Doch Kritiker warnen vor den unabsehbaren Folgen solcher Therapien. Denn was genau die Darmbakterien im menschlichen Körper so alles anstellen, wird gerade erst erforscht.