Was ist eigentlich das Mikrobiom?

 

Bis zur Beendigung des humanen Genomprojektes war gemeinhin erwartet worden, dass man etwa 100.000 Gene im Erbgut des Menschen finden würde. Man war dann doch einigermaßen überrascht, dass der Mensch "nur" über rund 20.000 Protein kodierende Gene verfügt, womit sich der Mensch - von der Anzahl der Gene her gesehen - nicht sehr stark von der Fruchtfliege unterscheidet. Allerdings ist inzwischen bekannt, dass das Zusammenspiel dieser Gene wesentlich intensiver - und damit auch komplexer - ist als bei niedrigeren Organismen.

Eine etwas andere Sichtweise ergibt sich, wenn man bedenkt, dass der Mensch auch von einer Vielzahl von Mikroorganismen beeinflusst wird, die in und auf ihm vorkommen, beispielsweise auf der Haut, in Nase und Rachen oder im Darm. Aktuellen Schätzungen zufolge übersteigt die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die auf und in einem Menschen existieren, die Anzahl an menschlichen Zellen bei weitem und liegt bei etwa 1 Billiarde Mikroorganismen.

Der Nobelpreisträger Joshua Lederberg, der 1958 für seine Entdeckungen über genetische Neukombinationen bei Bakterien mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet worden war, hat den Begriff "Mikrobiom" für die Gesamtheit der Genome der menschlichen Mikroflora geprägt. Lederberg ging sogar soweit, zu behaupten, dass eine umfassende genetische Betrachtung der Lebensform Homo sapiens eigentlich überhaupt nur dann möglich sei, wenn man die Gene des Mikrobioms mit einschließen würde.

Die auf und im Menschen vorkommenden Mikroorganismen übernehmen wichtige Aufgaben, können aber auch Krankheiten auslösen. Im Magen-Darm-Trakt bilden sie beispielsweise Vitamine, stärken das Immunsystem, verhindern die Ansiedlung und Ausbreitung pathogener also krankmachender Bakterien und Pilze und sorgen für die Ausbildung einer gesunden Darmflora. Die Bakterien der Hautflora wiederum schützen die Haut vor einer Besiedlung mit pathogenen Keimen. Andere Mikroorganismen können wiederum für bestimmte Infektionen, wie zum Beispiel Durchfallerkrankungen, vereiterte Wunden oder gar für Blutvergiftung verantwortlich sein.

Zusammengenommen ist der Einfluss der "Mitbewohner" des Menschen auf Entwicklung, Physiologie, Immunstatus sowie Ernährung aber noch weitgehend unbekannt. Um die Einflüsse dieser "Mikroumgebung" von Menschen und dadurch bedingte Einflüsse auf Gesundheit und Prädispositionen für verschiedene Erkrankungen kennenzulernen, ist es deshalb erforderlich, das Mikrobiom zu studieren und genau zu verstehen. Man verspricht sich durch diese Erkenntnisse beispielsweise neue diagnostische Biomarker zur Bestimmung von Gesundheits- bzw. Krankheitsstatus sowie auch neue Erkenntnisse hinsichtlich Physiologie und Ernährung der Menschen.

Die US-amerikanischen National Institutes of Health (NIH) haben in Analogie zum humanen Genomprojekt mittlerweile das humane Mikrobiomprojekt (HMP) ins Leben gerufen: Es zielt darauf ab, eine umfassende Charakterisierung der humanen Mikroorganismen und eine Analyse ihrer Rolle bei Gesundheit und Krankheit vorzunehmen. Das NIH HMP wird aber nur eines von mehreren internationalen Projekten sein, die sich der Mikrobiomik widmen. Ähnlich wie beim humanen Genomprojekt wird das humane Mikrobiom über internationale Kooperationen analysiert werden, um möglichst umfangreiche und öffentlich verfügbare Daten zu generieren. Dieser interdisziplinäre Ansatz umfasst eine Vielzahl von Projekten, die gegenwärtig weltweit gestartet werden und bei denen US-amerikanische, asiatische und europäische Forschergruppen zusammenarbeiten. Am Ende erhofft man sich neue Ansätze für die Vorhersagbarkeit des Gesundheitsstatus und der Prädisposition für bestimmte Krankheiten, aber auch Strategien, wie das humane Mikrobiom zum Vorteil der menschlichen Gesundheit genutzt werden könnte.

Joshua Lederberg hat einmal gesagt: "Wir müssen die Mikroben, die wir in und auf unseren Körpern tragen, als Bestandteil einer geteilten Umwelt erforschen und begreifen... Unser Schicksal íst auf Gedeih und Verderb mit den Mikroben verbunden, die unseren Körper mit uns teilen. Wir werden von einem tieferen Verständnis dessen, wie sie in und mit uns arbeiten profitieren".