Mikrobiom

Joshua Lederberg

Bezeichnung für die Gesamtheit aller den menschlichen Organismus besiedelnden Mikroorganismen (Bakterien, Viren, Pilze,  Protozoen). Das Mikrobiom kolonisiert alle unsere Kontaktstellen zur Umwelt. Dies betrifft v.a.  Darm – und Haut sowie die sog. Halbschleimhäute wie Mundschleimhaut und Genitalschleimhaut.

Das Mikrobiom umfasst etwa 2% unseres Körpergewichts. Die Mikroorganismen die der Mensch beherbergt übertreffen die Anzahl menschlicher Zellen um den Faktor 10.  Die Artenvielfalt eines Lebensraums wird durch die Alpha-Diversität wiedergegeben. Alpha-Diversität beschreibt die Anzahl der in einem Habitat oder Biotop vorkommenden Arten.   

Geprägt wurde dieser Begriff Mikrobiom in  Anlehnung an die Bezeichnung  „Genom“.  

Als Mikrobiota (Mehrzahl von Mikrobiom) werden einzelne (Organ-bezogene) Kolonisationen, bezeichnet. Es wird das Ziel  zukünftiger Forschungen sein Auswirkungen von Krankheiten auf das Mikrobiom zu überprüfen. Weiterhin interessieren inwieweit Veränderungen des Darmmikrobioms die Sensibilisierungen durch Nahrungsmittelallergene beeinflussen.  

Die Zusammensetzung des Mikrobioms wird durch den Geburtsmodus (vaginale Geburt vs. Kaiserschnitt) beeinflusst, erlangt im Kindesalter eine Diversität, stabilisiert sich im Erwachsenenalter und nimmt im höheren Lebensalter wieder ab. Das Mikrobiom besteht hauptsächlich aus vier bakteriellen Stämmen, dem sog. phylogenetischen Kern:

• Firmicutes,
• Bacteroides,
• Proteobacteria
• Actinobacteria.

Bei Patienten mit CED (chronisch entzündlichen Darmerkrankungen) kommt es zu einer quantitativen und qualitativen Änderung des Mikrobioms:

• Die bakterielle Vielfalt nimmt ab.
• Die Zusammensetzung wird instabil.
• Es kommt zu einer Zunahme an Enterobacteria und unüblichen Bakterienstämmen.

Das nordamerikanische "Human Microbiome  Project (HMP)" wurde 2007 gestartet. In Europa wurde  2008 das Programm “Metagenomics of the human intestinal tract (MetaHIT)" initiiert.  

In Analogie zu dem Begriff Mikrobiom wurde der Begriff "Mykobiom" geprägt, der die Gesamtheit aller den Menschen oder andere Lebewesen besiedelnden, kommensalen oder pathogene Fungi bezeichnet. 

1. ADF/ECARF-Award (2016) Mitteilung der ECARF. Allergologie 39: 345
2. Arifuzzaman M et al. (2019) MRGPR-mediated activation of local mast cells clears cutaneous bacterial infection and protects against reinfection. Sci Adv 5:eaav0216.
3. Chiang CC et al. (2019) Neutrophils in psoriasis. Front Immunol. 10:2376
4. Dong X et al. (2022) Keratinocyte-derived defensins activate neutrophil-specific receptors Mrgpra2a/b to prevent skin dysbiosis and bacterial infection. Immunity 55:1645-1662.e7.
5. Gerdol M et al. (2020).Functional insights From the evolutionary diversification of big defensins. Front Immunol 11:758
6. Grice EA et al. (2011) The skin microbiome. Nat Rev Microbiol 9:244-253
7. Kabashima K et al. (2019) The immunological anatomy of the skin. Nat Rev Immunol 19:19-30
8. Kahlerta, C et al.(2014) Mikrobiom – die Entdeckung eines Organs.  Schweiz Med Forum 14:342–344
9. Matsumoto M et al. (2021).Interaction between Staphylococcus Agr virulence and neutrophils regulates pathogen expansion in the skin. Cell Host Microbe 29:930-940.
10. Tseng PY et al. (2022) Specific β-defensins stimulate pruritus through activation of sensory neurons J. Invest Dermatol 142:594-602.