Neues Tool kann Gesundheit der Darmflora messen

Die Darmflora (Darmmikrobiom) beeinflusst die Verdauung, den Stoffwechsel, das Immunsystem und vieles mehr. Mit einem neuen Tool lässt sich ermitteln, ob eine gesunde Zusammensetzung der Darmflora vorliegt oder ob aufgrund eines Ungleichgewichts im Darmmikrobiom erhöhte Erkrankungsrisiken bestehen.

Ein Forschungsteam um Dr. Jaeyun Sung von der Mayo Clinic (USA) hat ein computergestütztes Verfahren zur Bestimmung der Gesundheit der Darmflora entwickelt. In dem Fachmagazin „Nature Communications“ stellen sie den „Gut Microbiome Wellness Index 2“ vor.

Darmflora als Gesundheitsindikator?

Das Darmmikrobiom ist ein komplexes Ökosystem aus Billionen Bakterien, Pilzen, Viren und anderen Mikroorganismen, dessen Zusammensetzung weitreichende Auswirkungen auf unsere Gesundheit hat, erläutern die Forschenden.

So könnte eine Analyse der Darmflora auch auf mögliche Erkrankungsrisiken hinweisen und wichtige Informationen über den Gesundheitszustand liefern. Daher versuchten die Forschenden einen Index zu entwickeln, der den Zustand der Darmflora widerspiegelt.

Bioinformatik und maschinelles Lernen

Sie verwendeten Bioinformatik und Methoden des maschinellen Lernens, um Darmmikrobiomprofile in Stuhlproben zu analysieren und untersuchten, was ein „gesundes“ Mikrobiom ausmacht. Die Daten stammten aus 54 Studien in 26 Ländern.

Der Tool-Entwicklungsprozess umfasste die Identifizierung mikrobieller Arten, die sorgfältige Auswahl der relevantesten Merkmale und die Optimierung des maschinellen Lernmodells, erläutert das Team.

An einem Trainingssatz von mehr als 8.000 Mikrobiomproben testeten die Forschenden ihren Index und validierte diesen dann an einer neuen Kohorte von 1.140 Proben. Auch überprüften sie, wie gut dieser Veränderungen der Darmflora zum Beispiel nach einer Stuhltransplantation, Umstellungen der Ballaststoffaufnahme oder Antibiotika-Einnahme erkennt.

Gut Microbiome Wellness Index 2

Am Ende konnten die Forschenden ein Tool entwickeln, das eine Darmmikrobiomprobe überprüft und quantifiziert, wie sehr diese der Darmflora einer gesunden oder einer nicht gesunden (kranken) Person ähnelt.

Der Gut Microbiome Wellness Index 2 ist dabei die Weiterentwicklung eines älteren Tools, basierend auf einem breiteren Datenspektrum und verfeinerten Rechenmethoden. Diese neue Version kann die Genauigkeit bei der Beurteilung der Darmgesundheit und der Überwachung von Veränderungen des Darmmikrobioms verbessern, hoffen die Forschenden.

Relativ hohe Genauigkeit

Das Tool habe mit einer Genauigkeit von mindestens 80 % gesunde Personen von Personen mit einer Krankheit unterschieden und konnte laut den Fachleuten selbst subtile Veränderungen der Darmgesundheit erkennen und feststellen, ob eine Person möglicherweise auf dem Weg zu einer Krankheit ist oder sich von einer Krankheit erholt.

„Endlich haben wir einen standardisierten Index, um quantitativ zu messen, wie ‚gesund‘ das Darmmikrobiom einer Person ist“, resümiert Studienleiter Dr. Jaeyun Sung. Dabei gehe es nicht darum, bestimmte Krankheiten zu diagnostizieren, sondern der „Gut Microbiome Wellness Index 2“ diene als proaktiver Gesundheitsindikator.

Proaktive Handeln ermöglichen

„Indem das Tool nachteilige Veränderungen der Darmgesundheit erkennt, bevor ernsthafte Symptome auftreten, könnte es möglicherweise zu Ernährungs- oder Lebensstiländerungen führen, um zu verhindern, dass sich leichte Probleme zu schwerwiegenderen Gesundheitsbeschwerden entwickeln“, erläutert Dr. Sung.

Mit einer Antwort auf die Frage, ob die Darmflora gesund ist oder auf Erkrankungen hinweist, möchten wir letztendlich Einzelpersonen dazu befähigen, proaktive Schritte zu unternehmen, betont der Studienleiter. (fp)