Orales Mikrobiom liefert Hinweise auf kognitive Funktionsstörungen bei Schizophrenie

Schizophrenie ist eine schwerwiegende psychische Erkrankung, die nicht nur durch Halluzinationen und Wahnvorstellungen, sondern auch durch anhaltende kognitive Defizite gekennzeichnet ist. Diese Beeinträchtigungen können die Fähigkeit einer Person, zu arbeiten, soziale Kontakte zu pflegen und ein selbstständiges Leben zu führen, stark einschränken. Wissenschaftler vermuten schon lange, dass Mikroben im Körper zu diesem kognitiven Abbau beitragen könnten, doch die Forschung konzentrierte sich traditionell auf den Darm. Zunehmende Hinweise deuten nun darauf hin, dass auch die Bakteriengemeinschaft im Mund eine wichtige Rolle spielen könnte.

„Die Studie analysierte Speichelproben und kognitive Testergebnisse von Patienten mit Schizophrenie und gesunden Kontrollpersonen und zeigte, dass eine geringere mikrobielle Diversität im Mundraum mit einer schlechteren kognitiven Funktion einhergeht. Spezifische, vorhergesagte Stoffwechselwege der Mikroorganismen könnten mit diesem Zusammenhang verknüpft sein. Diese Assoziationsmuster bieten überprüfbare Hypothesen für zukünftige Längsschnitt- und experimentelle Studien.“

aus der Studie

Die aktuelle Studie von Forschern des Institute of Science Tokyo (Science Tokyo) in Japan rückte die „orale-Hirn-Achse“ in den Fokus und hat untersucht, ob Veränderungen der oralen Mikrobiota mit kognitiven Beeinträchtigungen bei Schizophrenie zusammenhängen und wie diese Verbindung entstehen könnte.

„Die Wechselwirkungen zwischen Wirt und Mikrobiom beschränken sich nicht auf den Darm. Wie die Darmmikrobiota ist auch die orale Mikrobiota an solchen Wechselwirkungen beteiligt. Ihre Bedeutung für systemische und neurologische Erkrankungen wird zunehmend anerkannt“, erläutert Studienautor Prof. Takehiro Tamura. Er und sein Team vermuteten, dass Störungen des oralen bakteriellen Ökosystems mit einer verminderten kognitiven Leistungsfähigkeit zusammenhängen könnten, entweder durch verstärkte Entzündungen oder durch Veränderungen essenzieller mikrobieller Funktionen. Um dies zu untersuchen, verglichen sie 68 Patienten mit Schizophrenie mit 32 gesunden Kontrollpersonen.

Die kognitive Leistungsfähigkeit wurde mithilfe der Wechsler-Intelligenzskala für Erwachsene (WAIS-IV) und des Japanischen Lesetests für Erwachsene (JALT) erfasst. Die Gesamtleistung wurde durch den Gesamt-Intelligenzquotienten (GQ) zusammengefasst, wobei höhere Werte eine bessere kognitive Funktion anzeigen. Zur Charakterisierung der oralen Mikrobiota wurden Speichelproben entnommen und mittels 16S-rRNA-Gensequenzierung analysiert. Anschließend nutzten die Forschenden das Computerprogramm PICRUSt2 (Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States 2), um das funktionelle Potenzial der mikrobiellen Gemeinschaften auf Basis ihrer genetischen Profile vorherzusagen.

Um Entzündungen zu beurteilen, die die Gehirnfunktion beeinflussen könnten, wurde die Aktivität des Kynurenin-Stoffwechselwegs gemessen. Dieser Stoffwechselweg ist mit der Immunaktivierung verknüpft und wird häufig als indirekter Indikator für Neuroinflammation verwendet.

Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Diversität der oralen Mikrobiota und der kognitiven Leistungsfähigkeit. Patienten mit Schizophrenie wiesen eine geringere Diversität der oralen Bakteriengemeinschaften auf und schnitten in kognitiven Tests schlechter ab. Innerhalb der Schizophreniegruppe war eine geringere mikrobielle Diversität mit einem niedrigeren Gesamt-IQ assoziiert.

Die orale Mikrobiota der Patienten zeigte zudem ein Ungleichgewicht in wichtigen Bakteriengruppen, mit einem höheren Verhältnis von Streptococcus zu Prevotella sowie Veränderungen in anderen prominenten Gattungen.

Weiterführende Analysen legten nahe, dass die mittels PICRUSt2 vorhergesagten mikrobiellen Funktionswege, die mit der Glykanbiosynthese, dem Energiestoffwechsel und der Cofaktorproduktion zusammenhängen, positiv mit der kognitiven Leistungsfähigkeit korrelierten. Diese Wege könnten funktionelle Hinweise darauf liefern, wie die Diversität der oralen Mikrobiota mit der Kognition zusammenhängt. Marker des Kynurenin-Stoffwechselwegs zeigten hingegen keine Hinweise auf eine vermittelnde Rolle in diesem Zusammenhang. Da es sich um eine Querschnittsstudie mit computergestützt vorhergesagten Funktionsprofilen handelt, sind die Ergebnisse hypothesengenerierend.

„Bei Menschen mit Schizophrenie korrelierte eine geringere Diversität der oralen Mikrobiota mit einer schlechteren kognitiven Leistungsfähigkeit. Bestimmte Stoffwechsel- und Glykan-bezogene funktionelle Signalwege – vorhergesagt durch PICRUSt2 – scheinen an diesem Zusammenhang beteiligt zu sein“, erklärt Tamura.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Veränderungen der oralen Mikrobiota mit kognitiven Beeinträchtigungen bei Menschen mit Schizophrenie einhergehen und unterstreichen die Bedeutung des oralen Mikrobioms als leicht zugängliches Fenster in mikrobielle Zustände, die mit Kognition verknüpft sind. Die Studie eröffnet den Autoren zufolge neue Wege zum Verständnis kognitiver Beeinträchtigungen und zur Erprobung von Ansätzen, die auf Mundpflege und das Mikrobiom abzielen.

„Diese Studie bietet eine neue Perspektive auf die orale-Hirn-Achse und legt den Grundstein für zukünftige mechanistische Studien und Interventionsforschung, einschließlich Studien zu Mundhygienemaßnahmen, Präbiotika und Probiotika“, bekräftigt Tamura.