Das menschliche Mikrobiom Mehr, als wir erwartet haben

Tom Fox 16.04.2021

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© Copyright 2021 Energetica Natura Appanna 2018 4

© Copyright 2021 Energetica Natura Pasolli 2019 5

© Copyright 2021 Energetica Natura Man kann schnell die Übersicht verlieren …

Gupta 2017 6

© Copyright 2021 Energetica Natura Dennoch: das Mikrobiom ist sehr individuell

Gilbert 2018 7

© Copyright 2021 Energetica Natura Besiedelung: die klassische Erklärung …

Beckmann / Rüffler 2007 8

© Copyright 2021 Energetica Natura … reicht nicht mehr

Stinson 2019 9

© Copyright 2021 Energetica Natura IgG / IgA Bakterienmetaboliten Potentielle aus Muttermilch Plazentabakterien > Darm - Muttermilch Mechanismen stimulieren epigenetische

Mechanismen Bakterien

> Darm - Muttermilch

Mutter-IgG fördert transplazentare Übertragung von Bakterien

Pränatale Kolonisation programmiert die spätere Flora

Bakterientranslokation Nyangahu 2019 Darm-Plazenta 10

© Copyright 2021 Energetica Natura Weitere Einflussfaktoren

Heijtz 2016 11

© Copyright 2021 Energetica Natura Das Mikrobiom ist mehr …

Marks 2018 12

© Copyright 2021 Energetica Natura Bakterien: Hauptgruppen (99%)

Actinobakterien

Bacteroidetes

Firmicuten

Proteobakterien

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© Copyright 2021 Energetica Natura Bevor wir total verrückt werden - ein Beispiel:

• Stamm (Phyla) • • Klasse • Bacteroidia • Ordnung • Bacteroidales • Familie • Bacteroidaceae • Gattung • Bacteroides • Art • Bacteroides faeces

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© Copyright 2021 Energetica Natura Beispiel: Stamm Actinobakterien • Klasse Acidimicrobiia • Familie Cellulomonadaceae • Familie Patulibacteraceae • Ordnung Acidimicrobiales • Familie Demequinaceae • Familie Solirubrobacteraceae • Unterordnung „Acidimicrobineae“ • Familie Dermabacteraceae • Klasse Thermoleophilia • Familie Acidimicrobiaceae • Familie Dermacoccaceae • Ordnung Thermoleophilales • Familie Iamiaceae • Familie Dermatophilaceae • Familie Thermoleophilaceae • Klasse • Familie Intrasporangiaceae • Ordnung Acidothermales • Familie Jonesiaceae (inklusive ehemaliger Sanguibacteraceae) • Familie Acidothermaceae • Familie Kytococcaceae • Ordnung Actinomycetales • Familie Microbacteriaceae • Unterordnung Actinomycineae • Familie Micrococcaceae • Familie Actinomycetaceae • Familie Ornithinimicrobiaceae • Unterordnung Actinopolysporineae • Familie Promicromonosporaceae • Familie Actinopolysporaceae • Familie Rarobacteraceae • Unterordnung Catenulisporineae • Familie Ruaniaceae • Familie Actinospicaceae • Familie Tropherymataceae • Familie Catenulisporaceae • Familie Yaniellaceae • Unterordnung Corynebacterineae • Ordnung Micromonosporales • Familie Corynebacteriaceae • Familie Micromonosporaceae • Familie Dietziaceae • Ordnung Mycobacteriales (alternativ: Corynebacteriales) • Familie Mycobacteriaceae • Familie Corynebacteriacea • Familie Nocardiaceae • Familie Dietziaceae • Familie Segniliparaceae • Familie Gordoniaceae • Familie Tsukamurellaceae • Familie Lawsonellaceae • Unterordnung Glycomycineae • Familie Mycobacteriaceae • Familie Glycomycetaceae • Familie Nocardiaceae • Unterordnung Jiangellineae • Familie Segniliparaceae • Familie Jiangellaceae • Familie Tsukamurellaceae • Unterordnung Micromonosporineae • Ordnung Nakamurellales • Familie Micromonosporaceae • Familie Nakamurellaceae • Unterordnung Propionibacterineae • Ordnung • Familie Nocardioidaceae • Familie Actinopolymorphaceae • Familie Propionibacteriaceae • Familie Kribbellaceae • Unterordnung Pseudonocardineae • Familie Nocardioidaceae • Familie Pseudonocardiaceae • Familie Propionibacteriaceae • Unterordnung Streptomycineae • Ordnung Pseudonocardiales • Familie Streptomycetaceae • Familie Pseudonocardiaceae • Unterordnung Streptosporangineae • Ordnung Sporichthyales • Familie Nocardiopsaceae • Familie Sporichthyaceae • Familie Streptosporangiaceae • Ordnung Streptosporangiales • Familie Thermomonosporaceae • Familie Streptomycetaceae • Ordnung Actinopolysporales • Klasse Coriobacteriia • Familie Actinopolysporaceae • Ordnung Coriobacteriales • Ordnung Bifidobacteriales • Unterordnung „Coriobacterineae“ • Familie Bifidobacteriaceae • Familie Atopobiaceae • Ordnung Catenulisporales • Familie Coriobacteriaceae • Familie Actinospicaceae • Ordnung Eggerthellales • Familie Catenulisporaceae • Familie Eggerthellaceae • Ordnung Cryptosporangiales • Klasse Nitriliruptoria • Familie Cryptosporangiaceae • Ordnung Egibacterales • Ordnung Frankiales (alternativ: Motilibacterales) • Familie Egibacteraceae • Familie Frankiaceae • Ordnung Egicoccales • Familie Motilibacteraceae • Familie Egicoccaceae • Ordnung Geodermatophilales • Ordnung Euzebyales • Familie Antricoccaceae • Familie Euzebyaceae • Familie Geodermatophilaceae • Ordnung Nitriliruptorales • Ordnung Glycomycetales • Familie Nitriliruptoraceae • Familie Glycomycetaceae • Klasse Rubrobacteria • Ordnung Jatrophihabitantales • Ordnung Gaiellales • Familie Jatrophihabitantaceae • Familie Gaiellaceae • Ordnung Jiangellales • Ordnung Rubrobacterales • Familie Jiangellaceae • Unterordnung „Rubrobacterineae“ • Ordnung Kineosporiales • Familie Rubrobacteraceae • Familie Kineosporiaceae • Ordnung Solirubrobacterales • Ordnung Micrococcales • Familie Baekduiaceae 15 • Familie Beutenbergiaceae • Familie Conexibacteraceae • Familie Bogoriellaceae • Familie Paraconexibacteraceae • Familie Brevibacteriaceae • Familie Parviterribacteraceae © Copyright 2021 Energetica Natura Allein die Mundflora beherbergt 12 verschiedene „phylae (= Stämme)“

Firmicutes Fusobacteriae Proteobacteriae Actinobacteriae Bacteroidetes SR1 Saccharibacteria

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© Copyright 2021 Energetica Natura Bakterien: wer ist wo?

Jandhyala 2015 17

© Copyright 2021 Energetica Natura Pilze …

Witherden 2017 18

© Copyright 2021 Energetica Natura Viren …

Liang 2021 19

© Copyright 2021 Energetica Natura Die grösste Gruppe Viren: Bakteriophagen

Shkoporov 2019 20

© Copyright 2021 Energetica Natura Parasiten …

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© Copyright 2021 Energetica Natura Das menschliche Parasitom A Blastocystis hominis B Enteromonas hominis C Retortamonas intestinalis D Pentratrichomonas hominis E Dientamoeba fragilis F Chilomastix mesnili G Entamoeba hartmani H Endolimax nana I Entamoeba coli J Entamoeba dispar K Isospora belli L Iodamoeba buetschli M Encephalitozoon cuniculi N Candida albicans

Lukeš 2015 22

© Copyright 2021 Energetica Natura Parasiten …

Definition:

„Lebewesen, das aus dem Zusammenleben mit anderen Lebewesen einseitig Nutzen zieht, die es oft auch schädigt und bei denen es Krankheiten hervorrufen kann.“

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© Copyright 2021 Energetica Natura Im Prinzip ist es dann doch einfach:

Bakterien

(Parasiten) (Archaea)

Viren Kontrolle Pilze

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© Copyright 2021 Energetica Natura Phagen kontrollieren Bakterien

Keen 2018 26

© Copyright 2021 Energetica Natura Die Diversität ändert sich im Laufe des Lebens

Kapitan 2019 27

© Copyright 2021 Energetica Natura Beispiel: Kontrolle des Candida albicans

Kapitan 2019 28

© Copyright 2021 Energetica Natura Pilze kontrollieren Viren

Linnakoski 2018 29

© Copyright 2021 Energetica Natura Und wir wissen auch wie …

Linnakoski 2018 30

© Copyright 2021 Energetica Natura Störung im Gleichgewicht

Balfour 2016 31

© Copyright 2021 Energetica Natura Parasiten: Die gute Seite

Maizels 2019 32

© Copyright 2021 Energetica Natura Unser Mikrobiom ist sehr, sehr alt …

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© Copyright 2021 Energetica Natura COMMUNICATIONS BIOLOGY | (2021)4:169 | https://doi.org/10.1038/s42003-021-01689-y | www.nature.com/commsbio 34

© Copyright 2021 Energetica Natura Aber: der Mensch hat leider ‚wenig‘ Diversität … entwickelt

Gupta 2017 35

© Copyright 2021 Energetica Natura Und das fängt schon bei Primaten an …

Clayton 2016 36

© Copyright 2021 Energetica Natura plant-based diet animal-based diet Nahrung ändert das Mikrobiom innerhalb von Tagen

David 2014 37

© Copyright 2021 Energetica Natura Dies hat Einfluss auf die kurzkettigen Fettsäuren

plant-based diet

animal-based diet

A: KKFS aus Polysaccharid-Fermentation

David 2014 B: KKFS aus Aminosäuren-Fermentation 38

© Copyright 2021 Energetica Natura Faserstoffe: der Treibstoff für Bakterien

Myhrstad 2020 39

© Copyright 2021 Energetica Natura Das Ergebnis der Fermentation: Kurzkettige Fettsäuren

Butyrat Hauptsächlich durch Firmicuten

Acetat Hauptsächlich durch Bakteroidetes Propionat

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© Copyright 2021 Energetica Natura Hauptaufgaben dieser Fettsäuren

• Energieversorgung

• Signalgebung

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© Copyright 2021 Energetica Natura Wie werden diese Fettsäuren aufgenommen?

• passiver Membrantransport

• MCT-1

• SMCT-1

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© Copyright 2021 Energetica Natura MCT-1 und SMCT-1

Goncalves 2016 43

© Copyright 2021 Energetica Natura Anzahl MCT-1 bei Entzündung …

Thibault 2007 44

© Copyright 2021 Energetica Natura … führt zu weniger KKFS Aufnahme

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© Copyright 2021 Energetica Natura Anzahl SMCT-1 bei Entzündung …

Borthakur 2010 46

© Copyright 2021 Energetica Natura … und in Anwesenheit von Laktobazillen

Borthakur 2010 47

© Copyright 2021 Energetica Natura KKFS als Botenstoffe G protein-coupled receptors (GPR):

• GPR41

• GPR43

• GPR109a

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© Copyright 2021 Energetica Natura GPR41

Nakajima 2018 49

© Copyright 2021 Energetica Natura GPR43

Kimura 2014 50

© Copyright 2021 Energetica Natura GPR109a

Jobin 2014 51

© Copyright 2021 Energetica Natura Zusammengefasst:

Venegas 2019 52

© Copyright 2021 Energetica Natura Das Mikrobiom optimiert das Immunsystem …?

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© Copyright 2021 Energetica Natura 54

© Copyright 2021 Energetica Natura Effekte ausgewählter Probiotika auf das Immunsystem Lactobacillus acidophilus: verstärkte Antivirus-Abwehr

Lactobacillus rhamnosus: verstärkte Antivirus-Abwehr verbesserte Impf-Effizienz Lactobacillus casei: verstärkte Phagozytoseaktivität alveolarer Makrophagen sowie mehr sIgA Bifidobakterien: verbesserte Impf-Effizienz

He 2020 55

© Copyright 2021 Energetica Natura Unser Mikrobiom produziert nicht nur Fettsäuren

Portune 2016 56

© Copyright 2021 Energetica Natura Aminosäurentransporter in Dick- und Dünndarm (>)

Histidin, Isoleucin, Methionin

Cystein LAT-1 Valin, Leucin Threonin, Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan

Zelle

In Anlehnung an: Van der Wielen 2017 57

© Copyright 2021 Energetica Natura Das Mikrobiom bestimmt Biorhythmus und Stoffwechsel

Leone 2015 58

© Copyright 2021 Energetica Natura Epigenetische Einflüsse durch bakterielle Produkte?

Mischke, Plösch 2016 59

© Copyright 2021 Energetica Natura 60 Mischke, Plösch 2016 © Copyright 2021 Energetica Natura Darmbakterien und Verhalten

Johnson 2020 61

© Copyright 2021 Energetica Natura Offene Fragen:

• Ist mein Lebensstil gesund? • Was muss ich tun, um ein optimales Mikrobiom zu erhalten? • Wenn mein Mikrobiom nicht „ok“ ist, was tun? Gibt es Protokolle? • Kann ich mit einer Mikrobiomveränderung Krankheiten beeinflussen?

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© Copyright 2021 Energetica Natura Wir sehen uns am 08.10.21

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© Copyright 2021 Energetica Natura Vielen Dank [email protected] www.energeticanatura.com

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