Probiotischer Stamm milderte alkoholbedingte Leberschäden bei Mäusen

Forscher in Südkorea berichten, dass ein probiotischer Stamm, Lacticaseibacillus paracasei WiKim 0110, mehrere Anzeichen alkoholbedingter Schäden an Darm und Leber bei Mäusen verringerte und damit neue Hinweise in einem wachsenden Forschungsfeld zur Darm-Leber-Achse und zu den biologischen Schäden durch Alkohol liefert.

Die Studie wurde am 23. Aug. in Scientific Reports von Wissenschaftlern des World Institute of Kimchi, der Chung-Ang University, der Dongshin University und der Korea University veröffentlicht. Untersucht wurde, ob der Bakterienstamm die durch Alkoholfütterung verursachten Schäden bei Mäusen abschwächen kann, einem Modell, das häufig zur Erforschung früher Mechanismen der alkoholischen Lebererkrankung eingesetzt wird.

Es ist bekannt, dass Alkohol die Darm-Leber-Achse stört, die enge biologische Verbindung zwischen Darm und Leber. Wenn die Darmbarriere geschwächt ist, können bakterielle Produkte leichter aus dem Darm in die Zirkulation gelangen und die Leber erreichen, wo sie Entzündungen und metabolischen Stress fördern können. Dieser Prozess ist zu einem wichtigen Ziel für Forscher geworden, die verstehen wollen, wie starker Alkoholkonsum den Körper schädigt.

In der neuen Studie zeigten Mäuse, die Alkohol erhielten, ein geringeres Körpergewicht, ein höheres Lebergewicht und erhöhte Blutwerte von Alanin-Aminotransferase und Aspartat-Aminotransferase, zwei Enzymen, die häufig als Marker für Leberschäden verwendet werden. Nach Angaben der Forscher verbesserte die Ergänzung mit WiKim 0110 diese Werte deutlich.

Das Team fand außerdem Veränderungen im Dickdarm, die auf eine stärkere Barrierefunktion bei den ergänzten Mäusen hindeuteten. Alkohol beeinträchtigte die Darmabwehr, doch das Probiotikum erhöhte die Expression der mucinbezogenen Gene Muc2 und Muc3a sowie von Atoh1, einem Faktor, der an der Differenzierung von Becherzellen beteiligt ist. Becherzellen helfen bei der Bildung der Schleimschicht, die die Darmschleimhaut schützt.

Gleichzeitig verringerte der Stamm die Expression von Tlr4 und Cd14, zwei Markern, die an der Erkennung von Lipopolysaccharid, oder LPS, beteiligt sind, einer bakteriellen Komponente, die angeborene Immunreaktionen auslösen kann. Die Forscher sagten, dieses Muster deute auf schwächere LPS-bezogene Immunsignale hin, was relevant ist, weil das Entweichen von LPS aus dem Darm seit Langem mit alkoholbedingten Leberentzündungen in Verbindung gebracht wird.

Eines der stärkeren Darm-Signale in der Arbeit betraf Reg3g, ein Gen, das mit der antimikrobiellen Abwehr in der Darmwand verbunden ist. Die Autoren sagten, WiKim 0110 habe die Reg3g-Expression deutlich erhöht, was darauf hindeute, dass das Bakterium die Epithelbarriere stärken und die Fähigkeit des Darms unterstützen könnte, Mikroben auf Distanz zu halten.

Auch die Mikrobiom-Daten zeigten einen deutlichen Alkoholeffekt und eine teilweise Rückgängigmachung durch die Supplementierung. Mit Alkohol gefütterte Mäuse wiesen eine geringere Alpha-Diversität auf, ein gängiges Maß für mikrobielle Vielfalt und Ausgewogenheit, sowie einen Anstieg von Escherichia-Shigella, einer Gruppe, die häufig mit Dysbiose und Entzündungen in Verbindung gebracht wird. Bei den Mäusen, die WiKim 0110 erhielten, fanden die Forscher eine Anreicherung von Taxa wie Bacteroides, Akkermansia und Romboutsia, Veränderungen, die ihrer Aussage nach mit einer zumindest teilweisen Wiederherstellung des durch Alkohol gestörten Darmökosystems vereinbar waren.

In der Leber war das Probiotikum mit einer geringeren Expression von Entzündungs- und Fettbildungsgenen verbunden, darunter Il1b, Fasn und Acaca. Zudem erhöhte es die Expression der antioxidativ wirkenden Gene Sod1 und Nfe2l2. Zusammen deuteten diese Verschiebungen auf weniger entzündlichen Stress und eine stärkere antioxidative Reaktion bei den ergänzten Tieren hin.

Die Arbeit zeigt nicht, dass Probiotika alkoholbedingte Erkrankungen beim Menschen verhindern, und die Autoren stellten die Ergebnisse nicht als klinische Lösung dar. Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt, und Ergebnisse aus Tiermodellen lassen sich oft nicht direkt auf den Menschen übertragen. Außerdem konzentrierte sie sich auf einen einzelnen Bakterienstamm, was bedeutet, dass die Befunde nicht ohne Weiteres auf Probiotika im Allgemeinen übertragen werden können.

Dennoch erweitert die Studie ein Feld, das sowohl in der Gastroenterologie, Mikrobiologie und Ernährungsforschung als auch bei Experten im Bereich Public Health Aufmerksamkeit erhält. Die alkoholbedingte Lebererkrankung bleibt weltweit eine der Hauptursachen für Krankheit, und Wissenschaftler suchen nach Möglichkeiten, die Kette von Ereignissen zu unterbrechen, die Alkoholaufnahme mit erhöhter Darmpermeabilität, einem unausgewogenen Mikrobiom und Leberentzündungen verbindet.

Der in der Studie getestete Stamm wurde als darmabgeleitetes Milchsäurebakterium beschrieben. In der Ethik-Erklärung der Arbeit hieß es, die für die Forschung verwendete Stuhlprobe stamme von einem gesunden Säuglingsspender mit Einwilligung der Eltern, und das Studienprotokoll sei von einer Ethikkommission am Mokpo Korean Medicine Hospital der Dongshin University genehmigt worden. Die Autoren erklärten, dass keine Interessenkonflikte bestünden.

Die Forschung wurde vom World Institute of Kimchi, vom Korea Institute of Planning and Evaluation for Technology in Food, Agriculture, Forestry, and Fisheries im Rahmen des vom Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs unterstützten Agricultural Microbiome R&D Program sowie von der Korea Innovation Foundation über ein vom Ministry of Science and ICT finanziertes Projekt gefördert.

Für den Getränkesektor könnten die Ergebnisse potenziell relevant sein, weil sie die wissenschaftliche Evidenz dazu erweitern, wie Alkohol die Darm-Leber-Achse schädigen kann und wie sich dieser Schaden möglicherweise modulieren lässt. Das könnte die öffentliche Debatte über Alkoholkonsum beeinflussen und dürfte auch von Unternehmen beobachtet werden, die in den Bereichen funktionelle Getränke, Fermentation und Zutatenentwicklung tätig sind. Die Studie legt jedoch nicht nahe, dass die Zugabe von Probiotika zu einem Produkt die Risiken des Alkoholkonsums ausgleichen würde, und sie bietet ohne Humanstudien keine Grundlage für gesundheitsbezogene Aussagen gegenüber Verbrauchern.

Der nächste Schritt für das Forschungsfeld dürfte die klinische Prüfung sein. Forscher müssen feststellen, ob WiKim 0110 beim Menschen auf dieselbe Weise überleben und wirken kann wie bei Mäusen, eine sichere und wirksame Dosierung bestimmen und messbare Vorteile in kontrollierten Studien mit Trinkern oder Patienten mit alkoholbedingten Lebererkrankungen nachweisen. Sie werden außerdem klären müssen, wie viel des scheinbaren Effekts auf Verschiebungen im Mikrobiom, Immunsignale, Schleimproduktion oder direkte Stoffwechselveränderungen in der Leber zurückzuführen war.