Fecal bacteriome in pediatric celiac disease in relation to the gluten-free diet and PFAS exposure: a multiomic study

Zöliakie ist eine Erkrankung, bei der das Immunsystem des Körpers fälschlicherweise den Dünndarm angreift, wann immer eine Person Gluten zu sich nimmt, ein Protein, das in Weizen, Gerste und Roggen vorkommt. Für Menschen mit dieser Erkrankung ist die einzige wirksame Behandlung eine strikte, lebenslange Ernährung, die Gluten vollständig ausschließt. Während diese Diät dazu führt, dass der Darm heilt und die Symptome abklingen, haben Ärzte und Wissenschaftler lange Zeit darüber nachgedacht, ob sich das interne Ökosystem des Darms vollständig erholt. Der Darm ist die Heimat von Billionen winziger Organismen, hauptsächlich Bakterien, die dem Körper helfen, Nahrung zu verdauen und das Immunsystem zu trainagen. In den letzten Jahren haben Forscher auch damit begonnen, zu untersuchen, wie moderne Umweltchemikalien dieses empfindliche Gleichgewicht stören könnten. Eine Gruppe dieser Chemikalien, bekannt als per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen oder PFAS, sind synthetische Verbindungen, die in allem verwendet werden, von beschichteten Pfannen bis hin zu Lebensmittelverpackungen. Da diese Chemikalien in der Umwelt oder im Körper nicht leicht abgebaut werden, werden sie manchmal als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet, und Wissenschaftler untersuchen, ob sie die Darmbakterien oder das Immunsystem auf eine Weise stören könnten, die zu Krankheiten wie Zöliakie beiträgt.

Ein Team von Forschern in der Tschechischen Republik beschloss, diese Fragen zu untersuchen, indem sie eine Gruppe von Kindern mit Zöliakie über einen gewissen Zeitraum verfolgten. Sie wollten sehen, was mit den Bakterien in ihrem Stuhl geschah, wenn die Kinder eine glutenfreie Ernährung begannen, und ob die Exposition gegenüber PFAS-Chemikalien eine Rolle für ihre Darmgesundheit spielte. Die Studie umfasste dreiundzwanzig Kinder, bei denen Zöliakie gerade diagnostiziert worden war, und dreiundzwanzig andere Kinder, die nicht unter dieser Erkrankung litten. Die Forscher sammelten Blut- und Stuhlproben der Cöliakie-Gruppe zum Zeitpunkt der Diagnose, dann erneut nach vier bis sechs Monaten glutenfreier Ernährung und schließlich nach zwölf bis achtzehn Monaten. Sie überprüften auch das Blut aller Kinder auf den PFAS-Gehalt und maßen spezifische Antikörper im Blut sowie Spuren von Gluten im Stuhl, um zu sehen, wie gut die Kinder ihre Diät einhielten.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Kinder mit Zöliakie zum Zeitpunkt der Diagnose eine weniger vielfältige Darmbakteriengemeinschaft hatten als die gesunden Kinder. Ihre Därme enthielten weniger der nützlichen Bakterien, die dafür bekannt sind, gesunde Verbindungen für den Körper zu produzieren, wie etwa kurzkettige Fettsäuren, und wiesen höhere Mengen bestimmter Bakterien auf, die oft mit Entzündungen in Verbindung gebracht werden. Als die Kinder mit der glutenfreien Ernährung begannen, zeigten ihre Bluttests, dass sich ihr Immunsystem beruhigte, und ihre Einhaltung der Diät war exzellent, was durch Tests bestätigt wurde, die nach Spuren von Gluten im Stuhl und Veränderungen der Antikörper im Blut suchten. Die Geschichte ihrer Darmbakterien war jedoch komplizierter. Während einige der nützlichen Bakterien nach einigen Monaten der Diät begannen zuzunehmen und die schädlichen abnahmen, kehrte die bakterielle Gemeinschaft selbst nach mehr als einem Jahr strenger Diät nicht vollständig in den Zustand zurück, den die gesunden Kinder aufwiesen. Tatsächlich schienen sich einige der Verbesserungen, die nach vier bis sechs Monaten beobachtet wurden, bis zum zwölf- bis achtzehnmonatigen Zeitpunkt wieder leicht zurückzustellen, was darauf hindeutet, dass die Erholung des Darmökosystems kein einfacher, geradliniger Weg in Richtung Gesundheit ist.

Die Forscher untersuchten auch die PFAS-Werte im Blut der Kinder genau. Sie fanden heraus, dass die Gesamtmenge dieser Chemikalien bei den Kindern mit Zöliakie und den gesunden Kindern ähnlich war, was bedeutete, dass eine höhere Exposition gegenüber diesen Chemikalien offenbar kein wesentlicher Faktor bei der Verursachung der Krankheit in dieser Gruppe war. Doch als sie tiefer in die Daten eintauchten, entdeckten sie eine andere Art von Verbindung. Bei den Kindern mit Zöliakie waren spezifische Arten von PFAS-Chemikalien mit dem Niveau bestimmter Bakterien im Darm und mit der Stärke der Immunreaktion verknüpft. Beispielsweise waren höhere Werte bestimmter PFAS mit niedrigeren Werten nützlicher Bakterien assoziiert, die kurzkettige Fettsäuren produzieren. Diese Verbindungen wurden bei den gesunden Kindern nicht gefunden, was darauf hindeutet, dass die Darmbakterien der Kinder mit Zöliakie möglicherweise anders auf diese Umweltchemikalien reagieren.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass eine glutenfreie Ernährung zwar essenziell für die Behandlung der Zöliakie ist, aber möglicherweise nicht ausreicht, um die bakterielle Welt des Darms vollständig in einen gesunden Zustand zu versetzen. Die Darmbakterien dieser Kinder zeigen ein dynamisches Muster der Veränderung, das sich zwar verbessert, aber nicht vollständig normalisiert, selbst wenn die Diät perfekt eingehalten wird. Die Forschung hebt auch hervor, dass PFAS die primäre Ursache für Zöliakie bei diesen Kindern zwar nicht sein mag, aber dennoch mit den Darmbakterien und dem Immunsystem auf eine Weise interagieren könnte, die spezifisch für die Erkrankung ist. Diese Erkenntnisse legen nahe, dass die Behandlung der Zöliakie eventuell erfordern wird, über die reine Diät hinaus zu schauen, indem man vielleicht in Betracht zieht, wie man dem Darm helfen kann, die Bakterien vollständiger zu regenerieren, oder wie Umweltfaktoren die Fähigkeit des Darms zur Heilung beeinflussen könnten. Die Arbeit unterstreicht, dass der menschliche Darm ein komplexes System ist, in dem Diät, Bakterien und Umweltchemikalien alle eine Rolle für die Gesundheit und Krankheit spielen.