Das gilt auch für die Mikroben in unserem Mikrobiom

Die COVID-19-Pandemie hat uns daran erinnert, dass soziale Interaktionen Krankheitserreger übertragen. Aber verbreiten Menschen auch „gute“ Insekten? Sehr wohl, sagt ein Team von Biologen, die die Zusammenhänge zwischen dem Mikrobiom und der Gesundheit erforschen.

In einem aktuellen Perspektivisches Stück in ZelleSie erklären, warum das „soziale Mikrobiom“ – die mikrobielle Metagemeinschaft, die mit einem sozialen Netzwerk aus Menschen oder anderen Tieren verbunden ist – Aufmerksamkeit verdient. Die Forscher wiesen darauf hin, dass die gemeinsame Nutzung von Mikroben eine Rolle bei der Anfälligkeit und Widerstandsfähigkeit des Einzelnen gegenüber übertragbaren und nicht übertragbaren Krankheiten spielen könnte.

„Wenn wir an Faktoren denken, die das Mikrobiom beeinflussen, fallen uns am ehesten Ernährung und Antibiotika ein“, sagte Hauptautor Amar Sarkar, Student der Harvard Griffin Graduate School of Arts and Sciences in der Abteilung für menschliche Evolutionsbiologie. „Aber die Tatsache, dass unsere sozialen Interaktionen auch Auswirkungen auf das Mikrobiom haben, wird weniger geschätzt.“

Die Forscher führten erstmals das Konzept des sozialen Mikrobioms ein Artikel 2020 in Naturökologie und Evolution. Darin schlugen Sarkar und Co-Autoren vor, dass das soziale Mikrobiom als eine Art Archipel betrachtet werden könnte, wobei jeder von uns eine „Insel“ sei, die eine bestimmte Gruppe von Mikroben beherbergt. Wir teilen unsere Mikroben miteinander, ähnlich wie sich Vögel oder Insekten über Inseln verteilen. In ihrer neuesten Analyse geht es darum, warum dieser Rahmen wichtig ist.

Die Forscher konzentrieren sich auf das Darmmikrobiom und seine Auswirkungen auf die allgemeine Gesundheit und bieten eine Analyse der sozialen Übertragung von Mikroben auf fünf Ebenen an, wobei jede Ebene im ökologischen Maßstab zunimmt. Sie reichen von Wirt-zu-Wirt-Interaktionen, die sich durch direkten Kontakt zwischen Individuen wie Umarmungen und Berührungen ausbreiten, bis hin zur mikrobiellen Vermischung zwischen den Arten – denken Sie an unsere enge Bindung zu unseren Haustieren.

Die soziale mikrobielle Übertragung kann früh im Leben vom Elternteil auf das Kind und durch direkten und indirekten Kontakt mit anderen im Laufe des Lebens erfolgen. Aus diesem Grund führt das Zusammenleben im Haushalt zu einer erheblichen gemeinsamen Nutzung mikrobieller Belastungen zwischen Familienmitgliedern. Die Forscher zitieren Studien, die zeigen, dass Einzelpersonen innerhalb eines Haushalts einen erheblichen Anteil ihrer Darmmikrobenstämme teilten, und das auch Dörfer konnten anhand ihres sozialen Mikrobioms unterschieden werden.

Den Forschern zufolge ist die Bedeutung mikrobieller Verbindungen für die menschliche Gesundheit ein Bereich mit enormem Entdeckungspotenzial. Viele chronische Erkrankungen, die früher als „nichtübertragbar“ galten – darunter Stoffwechselerkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen und bestimmte Krebsarten – werden nun auf ihre mikrobiellen Ursachen und Zusammenhänge hin untersucht.

In vielen Fällen hat sich gezeigt, dass die Mikroben, die die Anfälligkeit für Krankheiten oder das Ansprechen auf eine Behandlung beeinflussen, sozial übertragbar sind.

„Wenn zur Krankheit beitragende Mikroben zwischen Individuen übertragen werden können, können einige nichtübertragbare Erkrankungen tatsächlich eine übertragbare Komponente haben“, sagte Rachel Carmody, außerordentliche Professorin für menschliche Evolutionsbiologie und Co-Hauptautorin der Arbeit.

„Obwohl das ein möglicherweise beunruhigender Gedanke sein mag, können sozial übertragene Mikroben auch zum Schutz vor diesen Erkrankungen beitragen.“ Studien haben beispielsweise gezeigt, dass Mäuse, die im selben Käfig leben, Mikroben übertragen können erhöhen die Widerstandsfähigkeit gegen Kolitis oder ihr Ansprechen auf eine Krebstherapie verbessern.

„Wir beobachten Fälle, in denen die soziale mikrobielle Übertragung vor Krankheiten schützt, und Fälle, in denen sie Krankheiten fördert, aber es sind weitere Arbeiten erforderlich, um diese Auswirkungen beim Menschen zu untersuchen“, sagte Co-Autor Cameron McInroy, Dozent in derselben Abteilung.

„Die größten Herausforderungen bestehen darin, die Mikroben und Übertragungskontexte zu identifizieren, die diese risikomindernden und risikoerhöhenden Effekte steuern, zu verstehen, wie sie funktionieren, und sie letztendlich zu unserem Vorteil zu nutzen.“

Die Forscher untersuchten den Einfluss des sozialen Mikrobioms auf den Einsatz von Antibiotika. Antibiotika-Expositionen können als Störungen des Mikrobiom-Ökosystems angesehen werden, ähnlich wie Brände Waldökosysteme stören. Eine Veränderung des Darmmikrobioms, manchmal über einen längeren Zeitraum, kann das Risiko akuter Infektionen wie Clostridioides difficile erhöhen. Soziale Interaktionen nach der Antibiotika-Exposition könnten dazu beitragen, dass sich das Mikrobiom von diesen durch Antibiotika verursachten Störungen erholt.

Die Forscher untersuchten auch das globale Problem der Entstehung und Ausbreitung antibiotikaresistenter Mikroben durch den Einsatz von Antibiotika. Die Übertragung solcher Mikroben könnte mehr soziale Komponenten haben, als derzeit angenommen wird, sagen die Forscher.

Beispielsweise könnten Personen, die in einem Haushalt leben, voneinander antibiotikaresistente Mikroben erwerben, wenn einige Mitglieder über einen längeren Zeitraum mit Antibiotika behandelt werden. Darüber hinaus unterscheiden sich Kulturen, Gesellschaften und Länder in der Verwendung von Antibiotika, sagen sie, wodurch „kulturabhängige Übertragungslandschaften“ für antibiotikaresistente Mikroben entstehen.

Evolutionsbiologen vertreten seit langem die Ansicht, dass wichtige Vorteile des Gruppenlebens – wie Schutz vor Raubtieren, verbesserte Territorialverteidigung und soziales Lernen – mit einer höheren Übertragung von Krankheitserregern erkauft werden. In ihrem Artikel gehen die Forscher davon aus, dass sich einige soziale Verhaltensweisen möglicherweise auch dazu entwickelt haben, nützliche Bakterien zwischen Individuen zu übertragen.

„Soziale Interaktionen können Kanäle für die Übertragung von Krankheitserregern darstellen, aber es ist auch bekannt, dass nützliche Mikroben durch diese Interaktionen übertragen werden“, sagte Co-Autor Andrew Moeller von der Princeton University.

„In manchen Kontexten kann es sein, dass die Vorteile sozial übertragener Gegenseitigkeitsgesellschaften die Kosten überwiegen, die durch sozial übertragene Krankheitserreger entstehen.“

Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von veröffentlicht Harvard Gazette, die offizielle Zeitung der Harvard University. Weitere Neuigkeiten zur Universität finden Sie unter Harvard.edu.