Hunderte Medikamente schädigen Darmbakterien

Dass sich die Einnahme von Antibiotika ungünstig auf unsere Darmbakterien auswirken kann, ist bekannt. Eine aktuelle Studie liefert allerdings erstaunliche Ergebnisse: Auch weit verbreitete Medikamente, die nicht zu den Antibiotika gehören, stören das empfindliche Ökosystem im menschlichen Darm ganz erheblich.

Es sind längst nicht nur die Antibiotika

In den vergangenen Jahren wurde durch verschiedene Forschungsansätze immer deutlicher, welche herausragende Bedeutung die Zusammensetzung der menschlichen Darmbakterien (Darm-Mikrobiom, früher “Darmflora”) für unsere Gesundheit besitzt. Nicht nur die Verdauung, sondern unterschiedlichste Stoffwechselprozesse im gesamten Körper werden durch die Darmbakterien beeinflusst und gesteuert.

Seit Langem ist bekannt, dass die Einnahme von Antibiotika das empfindliche Ökosystem im menschlichen Darm negativ beeinflussen kann: gesundheitsförderliche Darmbakterien werden gemeinsam mit den Krankheitserregern abgetötet. Dieser Zusammenhang ist wenig überraschend. Zusätzlich gab es jedoch immer wieder vereinzelt Hinweise darauf, dass auch andere Medikamente – also “Nicht-Antibiotika” – auf das Darm-Mikrobiom wirken (z. B. Methotrexat, Benzbromaron, Thioridazin). Dieser antibiotische Effekt von Nicht-Antibiotika war bislang lediglich für einzelne Wirkstoffe bekannt – niemand wusste allerdings, wie verbreitet dieses Phänomen tatsächlich ist.

25 % aller Nicht-Antibiotika schädigen Darmbakterien

Die aktuelle Studie wurde im European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg, einer der renommiertesten Forschungseinrichtungen weltweit, durchgeführt und am 19. März 2018 in NATURE publiziert (Maier et al. 2018). Ziel der Wissenschaftler war die Beantwortung der Frage, welche häufig angewendeten Nicht-Antibiotika das Darm-Mikrobiom beeinflussen bzw. schädigen können. Dabei handelte es sich um die erste systematische Untersuchung dieser Art überhaupt.

Dazu analysierten die Wissenschaftler des EMBL die Wirkungen von über 1.000 verschiedenen Arzneistoffen auf 38 typsische Darmbakterien. Die im Labor verwendeten Wirkstoff-Konzentrationen entsprachen dabei jenen Konzentrationen, die bei oraler Arzneimitteleinnahme im menschlichen Darm auftreten. Und die Ergebnisse überraschten die Forscher selbst: Rund ein Viertel (24 %) aller getesteten Nicht-Antibiotika (250 von 923) hemmten im Labor das Wachstum mindestens einer Art von Darmbakterien. Aus jeder (!) therapeutischen Klasse von Arzneistoffen gab es Wirkstoffe, die sich das Wachstum physiologischer Darmbakterien hemmten – also eine antibiotische Wirkung zeigten.

Zu den Nicht-Antibiotika, die in der Untersuchung das Wachstum besonders vieler Darmbakterien hemmten, gehörten häufig angewendete Wirkstoffe wie:

• Benzbromaron (Gicht, antibiotisch bei 26 Bakterienarten)
• Doxorubicin (Zytostatikum, antibiotisch bei 19 Bakterienarten)
• Felodipin (Bluthochdruck, antibiotisch bei 17 Bakterienarten)
• Tamoxifen (Brustkrebs, antibiotisch bei 16 Bakterienarten)
• Loratadin (Antiallergikum, antibiotisch bei 15 Bakterienarten)
• Estradiol (“Antibaby-Pille, antibiotisch bei 11 Bakterienarten)
• Entacapon (Parkinson-Mittel, antibiotisch bei 10 Bakterienarten)
• Amiodaron (Antiarrhythmikum, antibiotisch bei 10 Bakterienarten)
• Omeprazol (Protonenpumpenhemmer, antibiotisch bei 7 Bakterienarten)
• Telmisartan (Bluthochdruck, antibiotisch bei 4 Bakterienarten)
• Simvastatin (Cholesterinsenker, antibiotisch bei 3 Bakterienarten)

Detaillierte Listen aller getesteten Arzneistoffe und Darmbakterien gibt es unter Supplementary Information.

Besonders auffällig waren die antibiotischen Effekte verschiedener Psychopharmaka. Vierzig Nicht-Antibiotika beeinflussten sogar das Wachstum von mehr als zehn Bakterienarten im Darm gleichzeitig. Für viele der getesten Arzneistoffe war bislang überhaupt keine antibiotische Partialwirkung bekannt.

Völlig unerwartete Effekte der Arzneimitteltherapie

Diese Ergebnisse sind bahnbrechend. Wie in der Wissenschaft üblich ergeben sich aus einer Antwort aber zahlreiche neue Fragen. So erläuterte einer der Studienautoren, Dr. Kiran Patil, im Hinblick auf die Studie: “Dies ist erst der Anfang. Bei den wenigsten untersuchten Arzneistoffen wissen wir, wie genau sie das Bakterienwachstum beeinflussen, wie sich diese Effekte im Menschen auswirken, und wie dadurch das klinische Ergebnis beeinflusst wird. Die Beantwortung dieser Fragen könnte unser Verständnis der Wirkweise von verbreiteten Medikamenten dramatisch verändern.”

Diese Einschätzung erscheint nicht übertrieben. Tatsächlich ergeben sich aus den Ergebnissen dieser Studie gleich mehrere gravierende Forschungsfragen, deren Beantwortung erhebliche Brisanz birgt:

• Erklärung verschiedener Nebenwirkungen: Wenn die Einnahme üblicher Nicht-Antibiotika ähnlich wie Antibiotika zu einer Modifikation des Darm-Mikrobioms führt, könnte dies zahlreiche Nebenwirkungen und möglicherweise resultierende Symptomkomplexe (Stichwort “Reizdarm”) erklären.
• Erklärung von Wirksamkeitsunterschieden: Neuere Studien lassen vermuten, dass sich die Zusammensetzung der Darmbakterien auf den Verlauf verschiedener Krankheiten auswirkt, so u. a. auch bei psychischen Erkrankungen. Die Beeinflussung des Darm-Mikrobioms durch Arzneistoffe müsste allerdings nicht zwingend negativ sein: Möglicherweise trägt die Wachstumshemmung einzelner Bakterienarten sogar dazu bei, deren negative Wirkungen auf den Krankheitsverlauf zu reduzieren. Damit wäre die spezifische antibiotische Wirkung dieser Arzneistoffe essenzieller Teil ihres Wirkmechanismus. Beispielsweise könnte der nach wie vor strittige Wirkmechanismus von Psychopharmaka möglicherweise auf einer gezielten Modifikation des Darm-Mikrobioms beruhen – was auch erklären würde, weshalb nur bestimmte Patienten auf eine Therapie ansprechen (Vorliegen bestimmter Bakterien-Stämme), während es bei anderen Patienten gar keinen therapeutischen Effekt gibt.
• Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen auch durch Nicht-Antibiotika: Wenn Nicht-Antibiotika an Darmbakterien eine antibiotische Wirkung besitzen, bedeutet dies nach den Gesetzen der Mikrobiologie, dass diese Substanzklassen ebenfalls einen Resistenzdruck erzeugen, der zur Selektion und Verbreitung von Antibiotikaresistenzen beiträgt. Dieses Risiko der Resistenzentstehung durch Nicht-Antibiotika wurde bislang in keiner Weise wahrgenommen oder berücksichtigt. Bereits in älteren Studien konnte gezeigt werden, dass sich die Resistenzmechanismen von Antibiotika und Nicht-Antibiotika (erwartungsgemäß) nicht grundsätzlich unterscheiden, sondern identisch sind. Mikrobiologisch besonders heikel: Die untersuchten Medikamente werden häufig in Form einer Dauermedikation über viele Jahre eingenommen, was die Resistenzausbreitung besonders nachhaltig beeinflussen könnte. Studienautor Nassos Typas nennt diese Beobachtung völlig richtig “beängstigend”.
• Zusammenhänge von Krankheit und Mikrobiom müssen neu interpretiert werden: Bei verschiedenen, nicht-gastroenterologischen Erkrankungen wie Depressionen, Allergien oder Multipler Sklerose wurden in der Vergangenheit Veränderungen des Darm-Mikrobioms nachgewiesen. Die Diskussion dieser Daten beschäftigte sich immer mit der Frage, ob diese Mikrobiom-Veränderungen Folge oder Ursache der Erkrankung sind. Möglicherweise trifft aber beides nicht zu, sondern die Mikrobiom-Veränderungen könnten Resultat der erkrankungsspezifischen Arzneimitteltherapie sein. Wenn dem so wäre, müssten die vorhandenen Daten zum Zusammenhang von Darmbakterien und Krankheiten völlig neu interpretiert werden.
• Nicht-Antibiotika als antiinfektive Therapie: Wenn die antibiotische Wirkung von Nicht-Antibiotika auch im Menschen (in vivo) vorhanden ist, könnten diese Wirkstoffe möglicherweise zur Behandlung von Darminfektionen genutzt werden.
• Arzneistoff-Mikrobiom-Wechselwirkung: Die Studienergebnisse öffnen eine Tür in die personalisierte Medizin und schaffen die Basis eines völlig neuen Forschungsfeldes (Arzneistoff-Mikrobiom-Wechselwirkung). Jeder Mensch besitzt ein individuell zusammengesetztes Darm-Mikrobiom. Darunter gibt es Arten, die bei fast jedem Menschen vorkommen, sowie individuelle Stämme von eigentlich gleichen Arten, die aber ganz unterschiedliche Funktionen und Stoffwechselprodukte besitzen. Diese individuellen Bakterienstämme reagieren verschieden auf ein und dasselbe Arzneimittel. Dieser Zusammenhang könnte u. a. erklären, weshalb verschiedene Menschen auf das identische Medikament ganz unterschiedlich ansprechen. Das heißt, die Arzneistoff-Mikrobiom-Wechselwirkung ist absolut individuell. Perspektivisch wäre es also möglicherweise sinnvoll, bei der Arzneistoff-Auswahl auch die Mikrobiom-Zusammensetzung des jeweiligen Patienten zu berücksichtigen, um so Nebenwirkungen zu reduzieren und die Wirksamkeit zu verbessern. Je nach individueller Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms würden dann bei identischen Erkrankungen unterschiedliche Medikamente angewendet werden. Professor John Cryan, Mikrobiom-Experte der Universität Cork und Co-Autor der Studie, fasste dazu zusammen: “Wir können das Mikrobiom nicht ignorieren, wenn wir über Arzneimittelwirkungen im menschlichen Körper sprechen.”

Hier gibt es übrigens ein sehr gutes Video der Studienautoren, das die Ergebnisse und die therapeutischen Konsequenzen eindrucksvoll darstellt.

Blick durch das Schlüsselloch

Zum aktuellen Zeitpunkt ergeben sich aus den Studienergebnissen mehr Fragen als Antworten. Vor allem ist noch unklar, wie sich die antibiotischen Effekte der Nicht-Antibiotika tatsächlich im Menschen auswirken. Auch die klinischen Konsequenzen sind ungewiss. Trotzdem geht von den vorliegenden Daten eine besondere Faszination aus: Sie erlauben einen ersten Blick durch das Schlüsselloch in ein Universum völlig neuer Zusammenhänge von Arzneimitteltherapie, Darmbakterien und Ernährung. Mit dieser Studie wurde vermutlich der Grundstein eines ganz neuen Forschungsfeldes gelegt.