Schutzfunktion von Prä-/ Postbiotika auf Darmentzündung, Dysbiose und Lebensqualität beim Rett-Syndrom (Biotics_RTT) (Biotics_RTT)

Der Magen-Darm-Trakt ist der wichtigste Expositionsort gegenüber Umweltmolekülen, wo 1) Nahrungsbestandteile durch die Mikrobiota chemisch umgewandelt werden und 2) aus dem Darm stammende Metaboliten in alle Organe, einschließlich des Gehirns, gelangen. Die menschliche Darmmikrobiota wirkt sich direkt auf die menschliche Gesundheit aus, und ihre Veränderung kann zu gastrointestinalen Anomalien und Entzündungen führen. In der Tat deuten zunehmende klinische und experimentelle Beweise darauf hin, dass die Darmmikrobiota das Verhalten beeinflusst, die Neurotransmitterproduktion im Darm und im Gehirn moduliert, die Gehirnentwicklung und die Myelinisierungsmuster beeinflusst. Bestimmte aus dem Darm stammende Metaboliten wie 4-Ethylphenylsulfat (4-EPS) und Isoamylamin (IAA) sind dafür bekannt, die Gehirnaktivität und das Angstverhalten bei Mäusen zu verändern und/oder den Tod neuraler Zellen zu fördern, was zu kognitivem Verfall führt. Das Rett-Syndrom (RTT; Online Mendelian Inheritance in Man, OMIM-Nummer #312750) ist eine schwere und fortschreitende neurologische Erkrankung, die fast ausschließlich Frauen mit einer Inzidenz von ~1:10.000 Lebendgeburten betrifft. Loss-of-Function-Mutationen des X-linked methyl-CpG Binding Protein 2 (MeCP2)-Gens sind die Hauptursache (ungefähr 90 %) klassischer Fälle von RTT. Obwohl es sich um eine seltene Erkrankung handelt, stellt RTT eine Hauptursache für schwere kognitive Beeinträchtigungen beim weiblichen Geschlecht dar. Betroffene Personen zeigen häufig eine Phase offensichtlicher früher normaler Entwicklung, gefolgt von einer Regression der Hand- und/oder Kommunikationsfähigkeiten und der anschließenden Entwicklung von Handstereotypien, während der Gang bei denjenigen, die laufen lernen, oft abnormal ist.

Trotz einer großen phänotypischen Variabilität wird RTT häufig mit Epilepsie, Schlafstörungen und gastrointestinalen Dysfunktionen in Verbindung gebracht, was auf eine Verbindung zwischen den gastrointestinalen Anomalien von RTT und der Darmmikrobiota hindeutet.

RTT ist mit einer Dysbiose sowohl der Bakterien- als auch der Pilzkomponente der Darmmikrobiota verbunden, was darauf hindeutet, dass der Funktionsverlust von MeCP2 die Etablierung einer besonderen mikrobiellen Gemeinschaft mit einer veränderten Produktion von kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) begünstigen kann, die möglicherweise dazu beiträgt RTT gastrointestinale Physiopathologie.

Die Modulation der systemischen Entzündungsreaktion unter Verwendung von Prä- und Postbiotika wird als möglicher globaler therapeutischer Ansatz bei neurologischen Erkrankungen wie der Alzheimer-Demenz befürwortet.

Alpha-Lactalbumin (ALAC), das vorherrschende Molkenprotein in der Muttermilch, liefert essentielle Aminosäuren für die Proteinsynthese bei sich entwickelnden Neugeborenen. Seine Ergänzung bei Erwachsenen wird mit verbesserter Kognition, besserem Gedächtnis und besserem Schlaf in Verbindung gebracht. Die bioaktiven Eigenschaften von ALAC beziehen sich auf die antimikrobielle Aktivität, präbiotische Eigenschaften und die Wiederherstellung des Epithels durch selektive Apoptoseaktivität. Darüber hinaus können die von ALAC während der Verdauung freigesetzten antibakteriellen Peptide immunstimulierende Wirkungen ausüben, die eine phagozytische Aktivität induzieren. Insgesamt zeigt ALAC eine Verringerung des Entzündungs- und oxidativen Stressstatus sowie eine Verbesserung der Insulinresistenz und eine Steigerung der Synthese von Serotonin im Gehirn, einem Neurotransmitter des zentralen Nervensystems mit bekannter antiepileptischer Aktivität.

Butyrat, ein bakterieller Metabolit und einer der wichtigsten SCFAs, weist ein breites Spektrum an pharmakologischen Aktivitäten auf, darunter mikrobiommodulierende, entzündungshemmende, Stoffwechselwegregulierende und antioxidative Wirkungen.

Dieses Wissen unterstützt das Testen prä- und postbiotischer Strategien zum Nutzen bei Personen mit Rett-Syndrom mit dem Ziel, potenzielle neue Behandlungen von experimentellen Modellen in die klinische Praxis zu überführen. Die Ergebnisse dieser Studie könnten zur ersten zugelassenen prä-/postbiotischen Behandlung für häufige Komorbiditäten dieser Erkrankung führen.