Kleines Bakterium mit großer Wirkung

Forschende der Universität Konstanz haben auf molekularer Ebene nachgewiesen, wie Bakterien der menschlichen Darmflora systemische Effekte auf den gesamten Organismus ausüben. Im Fokus steht dabei die Fähigkeit mikrobieller Metaboliten, physiologische Parameter wie den Blutzuckerspiegel zu senken und eine hepatische Steatose (Fettleber) zu reduzieren.

Das intestinale Mikrobiom als metabolischer Taktgeber

Während freiverkäufliche Probiotika und medizinische Mikrobiom-Therapeutika seit Längerem zur Stabilisierung der Darmflora eingesetzt werden, blieben die genauen molekularen Wirkmechanismen zwischen Mikrobiom und Wirtsorganismus teilweise unklar. Professor Thomas Brunner und Anna Pia Plazzo untersuchten diese Interaktionen. Das Forschungsteam belegte, dass mikrobielle Substanzen sowie über die Nahrungskette von Wiederkäuern aufgenommene Bakterienmetaboliten essenzielle Signalkaskaden anstoßen, die entzündliche Prozesse hemmen und sich positiv auf Fettlebererkrankungen auswirken.

Der nukleäre Rezeptor LRH-1/NR5A2 und seine Aktivierung

Im Zentrum der Untersuchungen steht der Transkriptionsfaktor LRH-1 (NR5A2). Das ist ein nukleärer Rezeptor, der eine Schlüsselrolle bei der Regulation von Entzündungsreaktionen, metabolischen Erkrankungen sowie der Onkogenese spielt. Zur Transkriptionsaktivierung ist die Bindung spezifischer Liganden an den Rezeptor erforderlich. Obwohl die Expression von LRH-1 in Darm- und Lebergewebe seit rund zwei Jahrzehnten bekannt ist, blieb der endogene aktivierende Ligand bislang unidentifiziert.

„Für viele nukleäre Rezeptoren sind die Liganden, die benötigt werden, bekannt, wie beispielsweise Schilddrüsenhormone. Diese Rezeptoren können gezielt reguliert oder aktiviert werden. Für LRH-1 gibt es keine eindeutigen körpereigenen Liganden. Und wenn sie nicht vom Körper selbst kommen, stammen sie wahrscheinlich von dem, was sonst im Darm ansässig ist: den Darmbakterien“, erklärt Brunner.

Identifikation von Vaccensäure als mikrobieller Ligand

Umfangreiche Analysen zeigten, dass probiotische Bakterien Moleküle synthetisieren, die als funktionelle Liganden für den LRH-1-Rezeptor agieren. Als entscheidender Wirkstoff wurde die trans-Fattsäure Vaccensäure identifiziert. „Die Vaccensäure wird von Bakterien gebildet, die in Wiederkäuern leben. Im Vorgang des Wiederkäuens wird sie von Bakterien produziert und geht anschließend in viele Bereiche des Tiers über. Unter anderem in das Muskelfleisch und in die Milch. Über tierische Bestandteile unserer Nahrung, die von Wiederkäuern stammen, nehmen wir diese Vaccensäure dann in unseren Darm auf, wo sie ihren weiteren Nutzen hat“, sagt Brunner.

Therapeutische Effekte im Tiermodell und metabolische Relevanz

In vivo-Analysen im Mausmodell bestätigten die physiologische Relevanz der Vaccensäure-Gabe. Die Verabreichung führte zu einer signifikanten Reduktion der Blutglucose- und Blutfettwerte sowie zu einer Regression präexistenter Fettleberbefunde. „Die Gabe von Vaccensäure hat über die Aktivierung des Transkriptionsfaktors LRH-1 letztlich einen therapeutischen Effekt für den gesamten Metabolismus des Körpers“, fasst Brunner die Ergebnisse zusammen.

Mit dem Nachweis des ersten bakteriellen Liganden für LRH-1 liefert die Studie eine molekulare Erklärung für die systemischen Effekte der intestinalen Mikrobiota. Brunner betont die weiterführende Bedeutung der Ergebnisse: „Ein aus dem Gleichgewicht geratenes Mikrobiom im Darm hat teils enorme Auswirkungen auf den gesamten Körper. Unsere Forschung zeigt auf molekularer Ebene, wie ein intaktes Mikrobiom Substanzen freisetzt, die physiologische Prozesse im Körper regulieren und damit den gesamten Metabolismus positiv beeinflussen.“

Quelle

Universität Konstanz (09/2026)