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Erschienen in: Der Nervenarzt 12/2020

11.10.2020 | Pneumologie | Leitthema

Mikrobiota und Multiple Sklerose

verfasst von: Dr. L. A. Gerdes, Dr. H. Yoon, Dr. A. Peters

Erschienen in: Der Nervenarzt | Ausgabe 12/2020

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Zusammenfassung

Die Multiple Sklerose (MS) ist eine entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems, die maßgeblich von autoreaktiven Lymphozyten geprägt ist. Ein Faktor, der zur Aktivierung dieser autoreaktiven Lymphozyten beitragen könnte, ist der Einfluss der intestinalen Mikrobiota oder ihrer metabolischen Produkte auf die Immunzellen im Darmgewebe. Hier fassen wir den aktuellen Stand der Forschung zusammen und beleuchten einerseits Studien, welche anhand humanen Materials das Mikrobiom von MS-Patienten untersuchen und charakterisieren. Andererseits stellen wir Studien vor, die klassische oder humanisierte Tiermodelle nutzen, um den Einfluss bestimmter Mikrobiotaspezies oder Mikrobiotazusammensetzungen auf das Immunsystem und den Krankheitsverlauf zu definieren und eventuelle Kausalzusammenhänge aufzudecken.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Berer K, Gerdes LA, Cekanaviciute E et al (2017) Gut microbiota from multiple sclerosis patients enables spontaneous autoimmune encephalomyelitis in mice. Proc Natl Acad Sci USA 114:10719–10724CrossRef Berer K, Gerdes LA, Cekanaviciute E et al (2017) Gut microbiota from multiple sclerosis patients enables spontaneous autoimmune encephalomyelitis in mice. Proc Natl Acad Sci USA 114:10719–10724CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Berer K, Martinez I, Walker A et al (2018) Dietary non-fermentable fiber prevents autoimmune neurological disease by changing gut metabolic and immune status. Sci Rep 8:10431CrossRef Berer K, Martinez I, Walker A et al (2018) Dietary non-fermentable fiber prevents autoimmune neurological disease by changing gut metabolic and immune status. Sci Rep 8:10431CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Berer K, Mues M, Koutrolos M et al (2011) Commensal microbiota and myelin autoantigen cooperate to trigger autoimmune demyelination. Nature 479:538–541CrossRef Berer K, Mues M, Koutrolos M et al (2011) Commensal microbiota and myelin autoantigen cooperate to trigger autoimmune demyelination. Nature 479:538–541CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Bettelli E, Baeten D, Jager A et al (2006) Myelin oligodendrocyte glycoprotein-specific T and B cells cooperate to induce a Devic-like disease in mice. J Clin Invest 116:2393–2402CrossRef Bettelli E, Baeten D, Jager A et al (2006) Myelin oligodendrocyte glycoprotein-specific T and B cells cooperate to induce a Devic-like disease in mice. J Clin Invest 116:2393–2402CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Cantarel BL, Waubant E, Chehoud C et al (2015) Gut microbiota in multiple sclerosis: possible influence of immunomodulators. J Investig Med 63:729–734CrossRef Cantarel BL, Waubant E, Chehoud C et al (2015) Gut microbiota in multiple sclerosis: possible influence of immunomodulators. J Investig Med 63:729–734CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Cekanaviciute E, Yoo BB, Runia TF et al (2017) Gut bacteria from multiple sclerosis patients modulate human T cells and exacerbate symptoms in mouse models. Proc Natl Acad Sci USA 114:10713–10718CrossRef Cekanaviciute E, Yoo BB, Runia TF et al (2017) Gut bacteria from multiple sclerosis patients modulate human T cells and exacerbate symptoms in mouse models. Proc Natl Acad Sci USA 114:10713–10718CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Chen T, Noto D, Hoshino Y et al (2019) Butyrate suppresses demyelination and enhances remyelination. J Neuroinflammation 16:165CrossRef Chen T, Noto D, Hoshino Y et al (2019) Butyrate suppresses demyelination and enhances remyelination. J Neuroinflammation 16:165CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Derrien M, Van Baarlen P, Hooiveld G et al (2011) Modulation of mucosal immune response, tolerance, and proliferation in mice colonized by the mucin-degrader Akkermansia muciniphila. Front Microbiol 2:166CrossRef Derrien M, Van Baarlen P, Hooiveld G et al (2011) Modulation of mucosal immune response, tolerance, and proliferation in mice colonized by the mucin-degrader Akkermansia muciniphila. Front Microbiol 2:166CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Duscha A, Gisevius B, Hirschberg S et al (2020) Propionic acid shapes the multiple sclerosis disease course by an immunomodulatory mechanism. Cell 180:1067–1080.e16CrossRef Duscha A, Gisevius B, Hirschberg S et al (2020) Propionic acid shapes the multiple sclerosis disease course by an immunomodulatory mechanism. Cell 180:1067–1080.e16CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Ganesh BP, Klopfleisch R, Loh G et al (2013) Commensal Akkermansia muciniphila exacerbates gut inflammation in salmonella typhimurium-infected gnotobiotic mice. PLoS One 8:e74963CrossRef Ganesh BP, Klopfleisch R, Loh G et al (2013) Commensal Akkermansia muciniphila exacerbates gut inflammation in salmonella typhimurium-infected gnotobiotic mice. PLoS One 8:e74963CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Godel C, Kunkel B, Kashani A et al (2020) Perturbation of gut microbiota decreases susceptibility but does not modulate ongoing autoimmune neurological disease. J Neuroinflammation 17:79CrossRef Godel C, Kunkel B, Kashani A et al (2020) Perturbation of gut microbiota decreases susceptibility but does not modulate ongoing autoimmune neurological disease. J Neuroinflammation 17:79CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Haghikia A, Jorg S, Duscha A et al (2015) Dietary fatty acids directly impact central nervous system autoimmunity via the small intestine. Immunity 43:817–829CrossRef Haghikia A, Jorg S, Duscha A et al (2015) Dietary fatty acids directly impact central nervous system autoimmunity via the small intestine. Immunity 43:817–829CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Haghikia A, Linker RA (2018) Nutrition, microbiome and multiple sclerosis: current knowledge from basic research and clinical practice. Nervenarzt 89:463–471CrossRef Haghikia A, Linker RA (2018) Nutrition, microbiome and multiple sclerosis: current knowledge from basic research and clinical practice. Nervenarzt 89:463–471CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Hohlfeld R, Dornmair K, Meinl E et al (2016) The search for the target antigens of multiple sclerosis, part 1: autoreactive CD4+ T lymphocytes as pathogenic effectors and therapeutic targets. Lancet Neurol 15:198–209CrossRef Hohlfeld R, Dornmair K, Meinl E et al (2016) The search for the target antigens of multiple sclerosis, part 1: autoreactive CD4+ T lymphocytes as pathogenic effectors and therapeutic targets. Lancet Neurol 15:198–209CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Hohlfeld R, Dornmair K, Meinl E et al (2016) The search for the target antigens of multiple sclerosis, part 2: CD8+ T cells, B cells, and antibodies in the focus of reverse-translational research. Lancet Neurol 15:317–331CrossRef Hohlfeld R, Dornmair K, Meinl E et al (2016) The search for the target antigens of multiple sclerosis, part 2: CD8+ T cells, B cells, and antibodies in the focus of reverse-translational research. Lancet Neurol 15:317–331CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Jangi S, Gandhi R, Cox LM et al (2016) Alterations of the human gut microbiome in multiple sclerosis. Nat Commun 7:12015CrossRef Jangi S, Gandhi R, Cox LM et al (2016) Alterations of the human gut microbiome in multiple sclerosis. Nat Commun 7:12015CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Kadowaki A, Saga R, Lin Y et al (2019) Gut microbiota-dependent CCR9+CD4+ T cells are altered in secondary progressive multiple sclerosis. Brain 142:916–931CrossRef Kadowaki A, Saga R, Lin Y et al (2019) Gut microbiota-dependent CCR9+CD4+ T cells are altered in secondary progressive multiple sclerosis. Brain 142:916–931CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Krishnamoorthy G, Lassmann H, Wekerle H et al (2006) Spontaneous opticospinal encephalomyelitis in a double-transgenic mouse model of autoimmune T cell/B cell cooperation. J Clin Invest 116:2385–2392CrossRef Krishnamoorthy G, Lassmann H, Wekerle H et al (2006) Spontaneous opticospinal encephalomyelitis in a double-transgenic mouse model of autoimmune T cell/B cell cooperation. J Clin Invest 116:2385–2392CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Lee YK, Menezes JS, Umesaki Y et al (2011) Proinflammatory T‑cell responses to gut microbiota promote experimental autoimmune encephalomyelitis. Proc Natl Acad Sci USA 108(1):4615–4622CrossRef Lee YK, Menezes JS, Umesaki Y et al (2011) Proinflammatory T‑cell responses to gut microbiota promote experimental autoimmune encephalomyelitis. Proc Natl Acad Sci USA 108(1):4615–4622CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Liu S, Rezende RM, Moreira TG et al (2019) Oral administration of miR-30d from feces of MS patients suppresses MS-like symptoms in mice by expanding Akkermansia muciniphila. Cell Host Microbe 26:779–794.e8CrossRef Liu S, Rezende RM, Moreira TG et al (2019) Oral administration of miR-30d from feces of MS patients suppresses MS-like symptoms in mice by expanding Akkermansia muciniphila. Cell Host Microbe 26:779–794.e8CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Mangalam A, Shahi SK, Luckey D et al (2017) Human gut-derived commensal bacteria suppress CNS inflammatory and demyelinating disease. Cell Rep 20:1269–1277CrossRef Mangalam A, Shahi SK, Luckey D et al (2017) Human gut-derived commensal bacteria suppress CNS inflammatory and demyelinating disease. Cell Rep 20:1269–1277CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Miyake S, Kim S, Suda W et al (2015) Dysbiosis in the gut microbiota of patients with multiple sclerosis, with a striking depletion of species belonging to clostridia XIva and IV clusters. PLoS ONE 10:e137429CrossRef Miyake S, Kim S, Suda W et al (2015) Dysbiosis in the gut microbiota of patients with multiple sclerosis, with a striking depletion of species belonging to clostridia XIva and IV clusters. PLoS ONE 10:e137429CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Ochoa-Reparaz J, Mielcarz DW, Ditrio LE et al (2009) Role of gut commensal microflora in the development of experimental autoimmune encephalomyelitis. J Immunol 183:6041–6050CrossRef Ochoa-Reparaz J, Mielcarz DW, Ditrio LE et al (2009) Role of gut commensal microflora in the development of experimental autoimmune encephalomyelitis. J Immunol 183:6041–6050CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Pöllinger B, Krishnamoorthy G, Berer K et al (2009) Spontaneous relapsing-remitting EAE in the SJL/J mouse: MOG-reactive transgenic T cells recruit endogenous MOG-specific B cells. J Exp Med 206:1303–1316CrossRef Pöllinger B, Krishnamoorthy G, Berer K et al (2009) Spontaneous relapsing-remitting EAE in the SJL/J mouse: MOG-reactive transgenic T cells recruit endogenous MOG-specific B cells. J Exp Med 206:1303–1316CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Probstel AK, Baranzini SE (2018) The role of the gut microbiome in multiple sclerosis risk and progression: towards characterization of the “MS microbiome”. Neurotherapeutics 15:126–134CrossRef Probstel AK, Baranzini SE (2018) The role of the gut microbiome in multiple sclerosis risk and progression: towards characterization of the “MS microbiome”. Neurotherapeutics 15:126–134CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Reynders T, Devolder L, Valles-Colomer M et al (2020) Gut microbiome variation is associated to multiple sclerosis phenotypic subtypes. Ann Clin Transl Neurol 7:406–419CrossRef Reynders T, Devolder L, Valles-Colomer M et al (2020) Gut microbiome variation is associated to multiple sclerosis phenotypic subtypes. Ann Clin Transl Neurol 7:406–419CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Wekerle H (2019) Secondary progressive multiple sclerosis and the gut-brain axis. Brain 142:838–840CrossRef Wekerle H (2019) Secondary progressive multiple sclerosis and the gut-brain axis. Brain 142:838–840CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Wilck N, Matus MG, Kearney SM et al (2017) Salt-responsive gut commensal modulates TH17 axis and disease. Nature 551:585–589CrossRef Wilck N, Matus MG, Kearney SM et al (2017) Salt-responsive gut commensal modulates TH17 axis and disease. Nature 551:585–589CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Yadav SK, Boppana S, Ito N et al (2017) Gut dysbiosis breaks immunological tolerance toward the central nervous system during young adulthood. Proc Natl Acad Sci USA 114:E9318–E9327CrossRef Yadav SK, Boppana S, Ito N et al (2017) Gut dysbiosis breaks immunological tolerance toward the central nervous system during young adulthood. Proc Natl Acad Sci USA 114:E9318–E9327CrossRef
Metadaten
Titel
Mikrobiota und Multiple Sklerose
verfasst von
Dr. L. A. Gerdes
Dr. H. Yoon
Dr. A. Peters
Publikationsdatum
11.10.2020
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Der Nervenarzt / Ausgabe 12/2020
Print ISSN: 0028-2804
Elektronische ISSN: 1433-0407
DOI
https://doi.org/10.1007/s00115-020-01012-w

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