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Medizin

Darmflora verrät, wie alt ein Mensch ist

Montag, 14. Januar 2019

/Kateryna_Kon, stockadobecom

Rockville/Maryland – Mit zunehmendem Alter kommt es zu Veränderungen in der Darmflora. Sie ermöglichten es einem Forscherteam in BioRXiv (2018; doi: 10.1101/507780), durch die genetische Analyse von Stuhlproben recht genau das Alter von Menschen zu ermitteln.

Die Darmflora verändert sich im Verlauf des Lebens immer wieder. Die ersten Bakterien treffen nach der Geburt ein. Das „Pionier-Mikrobiom”, das die Neugeborenen im Geburtskanal erwerben, besteht aus fakultativen Aerobiern (etwa Escherichia, Enterococcus). Durch den Einfluss der Muttermilch wird es schon bald durch obligate Anaerobier (etwa Bifidobacterium infantis) ersetzt. Nach dem Abstillen kommt es erneut zu einem Wandel.

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Auch im Jugend- und Erwachsenenalter kommt es zu einem Wandel der Darmflora. Einige Bakterien wie Eubacterium hallii werden im Verlauf des Lebens häufiger, andere wie Bacteroides vulgatus seltener. Teilweise sind diese Entwicklungen ungünstig für die Gesundheit. So bedeutet der Rückgang von Roseburia und Faecalibacterium, dass die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren, die im Stoffwechsel benötigt werden, abnimmt. Der Rückgang anderer Bakterien vermindert die Anfälligkeit auf bestimmte Infektionen: Campylobacter jejuni, der bei jungen Menschen häufig Durchfall­erkrankungen hervorruft, ist im Darm älterer Menschen kaum vorhanden.

Die Darmflora kann sich bei Erkrankungen deutlich verändern. Zwischen gesunden Menschen gleichen Alters gibt es jedoch häufig Gemeinsamkeiten. Sie haben es einem Team um Alex Zhavoronkov von der Firma InSilico Medicine ermöglicht, das Alter von 1.165 gesunden Menschen im Alter von 20 bis 90 Jahren aus der Analyse von 3.663 Genomen abzulesen. Die Firma hat sich auf Analyse von Genomdaten spezialisiert. Sie arbeitet dabei mit sogenannten tiefen neuronalen Netzwerken (deep neural networks, DNN).

Die Ergebnisse sind erstaunlich. Die DNN waren in der Lage, das Alter der Menschen mit einem mittleren absoluten Fehler (MAE) von 3,94 Jahren zu erkennen. Die Genauigkeit lag damit im Bereich der „PhotoAgeClock“, mit der Zhavoronkov in einer früheren Untersuchung das Alter anhand von Fotos der Haut auf 1,9 Jahre genau erkannt hat. Eine „epigenetische Uhr“ konnte das Alter anhand der DNA-Methylierung auf 2,7 Jahre genau bestimmen. Eine Transkriptom-Uhr erreichte nur eine MAE von 7,8 Jahren und eine hämatologische Altersbestimmung eine MAE von 5,5 Jahren.

Zhavoronkov hofft mit seiner „Mikrobiom-Uhr“, den Einfluss von toxischen Einflüssen auf den Darm, etwa durch Alkohol, Antibiotika oder eine Ernährung, untersuchen zu können. © rme/aerzteblatt.de

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