Hintergrund Das intestinale Mikrobiom ist ein zentraler Faktor für die Aufrechterhaltung der menschlichen Physiologie aber auch treibender Faktor verschiedenster Erkrankungen. Die Beeinflussung des Mikrobioms kann potentiell tiefgreifende positive Effekte auf verschiedenste pathophysiologische Zustände erzielen. Ein möglicher Weg zur Formung des Mikrobioms sind präbiotische Interventionen. Dabei ist die Effektivität solcher Interventionen stark von der vorliegenden Mikrobiomkonfiguration insbesondere in Hinblick auf vorhandene biochemische Enzymfunktionen abhängig. Eine bessere Charakterisierung der Faktoren, die die Wirksamkeit von Präbiotika beeinflussen ist daher notwendig. Das Ziel dieser Studie war es, solche für die Interaktion eines Extrakts des schwarzen Holunders mit dem Mikrobiom und der Wirtsphysiologie zu untersuchen. Dieses Extrakt hat einen hohen Gehalt an präbiotisch wirksamen Polyphenolen.
Methodik Die ELDERGUT-Studie wurde als longitudinale Kohortenstudie mit 30 gesunden TeilnehmerInnen und 3 Phasen zu je 3 Wochen konzipiert. Vor der Interventionsperiode erfolgte eine 3-wöchige detaillierte Charakterisierung der Teilnehmer, im Anschluss an die Intervention eine zusätzliche 3-wöchige Wash-out Phase. Die TeilnehmerInnen beantworteten wöchentliche Fragebögen zu intestinalen Symptomen und sammelten biologische Samples (Stuhl, Urin, Blut). Das intestinale Mikrobiom wurde mittels 16S-Amplicon-Sequenzierung aus fäkaler bakterieller DNA metagenomisch sowie mit NMR Spektroskopie metabolisch charakterisiert.
Ergebnisse In den klinischen Fragebogenerhebungen zeigte sich kein relevanter Effekt der Intervention auf gastrointestinale Symptome. Die metagenomische Analyse des Mikrobioms zeigte jedoch starke Anstiege der a-Diversität zu Beginn und nach Ende der präbiotischen Intervention. Ein ähnliches Muster zeigte sich auch für die beta-Diversität im Vergleich der 9 Studienwochen (unweighted unifrac index). Auf dem Genus-Level wurde dies von Veränderungen mehrerer Taxa wie beispielsweise Lactobacillus und Akkermannsia reflektiert.
Schlussfolgerung Die ELDERGUT-Studie zeigt somit einen unmittelbaren Effekt der präbiotischen Intervention mit einem Extrakt des schwarzen Holunders. Dabei kommt es initial zur Störung der vorhandenen Mikrobiomkonfiguration, im Anschluss scheinen gegenregulatorische Mechanismen schnell zur Etablierung eines neuen stabilen Equilibriums beizutragen. Dies ist begleitet von Veränderungen der taxonomischen Zusammensetzung und des metabolischen Outputs des Mikrobioms.
