Adipositas kann Entzündungen im Körper verursachen, die das Immunsystem durch die Zunahme von bestimmten T- und B-Gedächtniszellen schwächen. Diese Immunseneszenz wird als eine altersbedingte Veränderung des Immunsystems verstanden. Bislang unbekannt war, wie eine kalorienreduzierte Diät bei Adipositas die positiven Effekte auf die Immunseneszenz vermittelt und welche Rolle das Darmmikrobiom dabei spielt. Für die von der Arbeitsgruppe jetzt publizierte Studie wurde ein menschlicher Ernährungsinterventionsversuch mit gnotobiotischen Experimenten kombiniert, bei denen die Immunphänotypisierung mittels multidimensionaler Einzelzell-Massenzytometrie bestimmt wurde.

Zunächst analysierten die Forscher, wie sich eine sehr kalorienarme Diät (800kcal/Tag über acht Wochen) auf das Darmmikrobiom einer adipösen Frau auswirkt. Im nächsten Schritt transplantierten sie das Darmmikrobiom vor und nach der Diät in ein Modell, in dem keine Mikroorganismen vorhanden sind (gnotobiotisches Modell). „So konnten wir die alleinigen Effekte des diätgeprägten Darmmikrobioms auf den Stoffwechsel und das Immunsystem ermitteln“, erläutert Dr. Reiner Jumpertz-von Schwartzenberg (Bitte den Ort einfügen), Mitautor der Studie. Durch die Transplantation des diätgeprägten Mikrobioms verbesserte sich der Glucosestoffwechsel und die Fettablagerung wurde reduziert. Zudem konnte massenzytometrisch gezeigt werden, dass sich auch die Anzahl bestimmter T- und B-Gedächtniszellen reduzierte. „Das weist auf eine verzögerte Immunseneszenz hin“, erläutert Dr. Julia Sbierski-Kind (Berlin), Erstautorin der Studie. Die mittels 16S rRNA-Sequenzierung gezeigten Veränderungen der Darmflora gingen insgesamt mit einer höheren Alpha-Diversität und Umstrukturierung der Darmmikrobiota in Richtung einer verringerten Häufigkeit mehrerer mikrobieller Taxa einher (z.B. Clostridium ramosum, Hungatella hathewayi, Alistipi obesi).

„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die positiven Auswirkungen einer kalorienarmen Ernährung auf den Stoffwechsel und das Immunsystem über das Darmmikrobiom vermittelt werden“, fasst Sbierski-Kind zusammen. Die Autoren der Studie betonen jedoch, dass die Untersuchung bislang nur mit dem Mikrobiom eines Menschen durchgeführt wurde und dass die Experimente mit weiteren Probanden wiederholt werden müssen, um die Ergebnisse zu bestätigen.