Prevotella copri

Seit dem Aufkommen von Mikrobiomstudien am Menschen vor fast 20 Jahren wurde die Darm- und Mundmikrobe Prevotella copri wiederholt in Mikrobiomprofilierungsstudien entdeckt und erwähnt. Aufgrund der weiten Verbreitung und variablen Häufigkeit dieser faszinierenden Mikrobe gibt es widersprüchliche Berichte darüber, ob sie für die menschliche Gesundheit vorteilhaft oder schädlich ist, in welchem Ausmaß sie sich auf verschiedene Bedingungen auswirkt und ob diese Auswirkungen kausal oder nur assoziiert sind.

Prevotella copri ist ein häufig vorkommendes Mitglied des menschlichen Magen-Darm-Mikrobioms, dessen relative Häufigkeit mit positiven und negativen Auswirkungen auf Krankheiten wie Parkinson und rheumatoide Arthritis in Verbindung gebracht worden ist. Die endgültige Rolle von P. copri für die menschliche Gesundheit und die Auswirkungen verschiedener Ernährungsweisen auf seine relative Häufigkeit im Darmmikrobiom sind jedoch noch nicht geklärt.

Seit den ersten Studien zum Mikrobiom des Menschen wurde beobachtet, dass die beiden Gattungen Prevotella und Bacteroides umgekehrt korreliert sind, d. h. eine hohe Abundanz von P. copri war oft mit einer geringen Abundanz von Bacteroides verbunden. Diese Beobachtung führte zu einer weit verbreiteten Hypothese über das Vorhandensein verschiedener Mikrobiom-„Enterotypen“, (Arumugam M et al. (2011) und wurde auf die Tatsache zurückgeführt, dass beide Gattungen zur gleichen Klasse gehören und nach den gleichen Nährstoffen streben (Wu GD et al. 2011)

Ernährung, Stoffwechsel und Anpassung an den menschlichen Darm: P. copri kann sich von einer Reihe von Nährstoffen ernähren, darunter auch von komplexen Polysacchariden. Die von Bjursell et al. (Bjursell MK et al.2006) vorgeschlagenen Polysaccharid-Nutzungsloci (PULs) sind eine Reihe von Genen, die für Proteine kodieren, die für den Stoffwechsel und den Transport komplexer Polysaccharide in Prokaryoten erforderlich sind. Ihre Produkte ermöglichen es der menschlichen Darmmikrobiota, sich an Veränderungen in der Entwicklung des Wirts und der Ernährung anzupassen (Bjursell MK et al.2006). In P. copri sind solche Loci weit verbreitet und sowohl ausgeprägt als auch charakteristisch. D.h.: P. copri verfügt über einzigartige PULs, die zwischen verschiedenen Stämmen variieren, und ihre Genprodukte können im menschlichen Darm ein breites Spektrum an pflanzlichen (aber nicht tierischen) Polysacchariden aufspalten (Fehlner-Peach H et al. 2019)..

Verschiedene Studien deuten darauf hin, dass Prevotella auf pflanzlichen oder ballaststoffreichen Nahrungsmitteln gedeiht. Dazu gehören Diäten, die gemeinhin als nicht-westliche, mediterrane oder ländliche afrikanische Ernährung beschrieben werden. Die Verwertung pflanzlicher Polysaccharide wurde mit der von P. copri verglichen, die in Kulturmedien allein oder zusammen mit Candida spp. wuchs . Stärke und Carboxymethylcellulose förderten das Wachstum von P. copri nicht (Pareek S et al. 2019). Weizenkleieextrakt, der mit Arabinoxylan-Oligosacchariden angereichert ist, fördert das Wachstum von Prevotella-Arten, insbesondere von P. copri (Pareek S et al. 2019). Während in einer Studie die Fermentation von Weizenkleie als Ursache für die Anreicherung der fäkalen Mikrobiota mit P. copri vermutet wurde, verringerte eine Diät mit Weizenpeptiden und dem fukosereichen sulfatierten Polysaccharid Fucoidan die relative Häufigkeit von P. copri und wurde zur Linderung chronischer Gastritis vorgeschlagen  (Kan J et al. (2020). Obwohl Ballaststoffe einen Einfluss auf Prevotella haben könnten, bleibt es schwierig, einen bestimmten Ballaststoff zu finden, der diesen vielseitigen Organismus anreichern kann.

Die westliche Ernährung ist fett-, zucker- und ballaststoffreich. Sie ist durch einen hohen Anteil an verarbeiteten Lebensmitteln gekennzeichnet. Die Begrenzung der fortgeschrittenen Glykationsendprodukte, die in der westlichen Ernährung vorkommen, führte zu einer deutlichen Verringerung der Häufigkeit von P. copri (Yacoub R et al. (2017). Interessanterweise konnte jedoch in einer Studie nachgewiesen werden, dass eine hohe relative Häufigkeit von P. copri mit einer proteinreichen und westlichen Ernährung einherging. Die Stoffwechselmaschinerie von P. copri könnte ein großartiger Beweis für die genomische und funktionelle Variabilität auf Stammebene sein, die es P. copri ermöglicht, sich leicht an die Art der im Darm verfügbaren Nährstoffe anzupassen: Während einige Stämme Kohlenhydrate und Fasern abbauen können, sind andere in der Lage, verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs) aus fleischbasierter Ernährung zu biosynthetisieren.

Ein weiterer Befund in Bezug auf die metabolisierende Kraft von P. copri ist seine Fähigkeit, Superoxidradikale zu entgiften und reaktive Sauerstoffspezies zu tolerieren, die andernfalls Entzündungen verstärken könnten (Schwimmer JB et al. 2019). Die uneinheitliche Reaktion von Prevotella auf die Ernährung könnte auf das Zusammenspiel zwischen der Genetik des Wirts und den Wechselwirkungen zwischen Mikroben und Mikroben zurückzuführen sein. Umweltfaktoren und Gewohnheiten des Wirts können auch zu einer anderen Dimension der Variation beitragen: geografische Variation.

Prevotella copri ist eine der Hauptarten der Gattung Prevotella und kommt im menschlichen Körper häufig vor, insbesondere in der Mundhöhle und im Magen-Darm-Trakt. Es handelt sich um ein anaerobes, gramnegatives, nicht sporenbildendes Bakterium.  Der Name Prevotella (abgeleitet vom Namen des französischen Mikrobiologen A. R. Prévot) wurde der Gattung 1990 offiziell zugewiesen, um „mäßig saccharolytische, vorwiegend orale Bacteroides-Arten “ von anderen Bacteroides zu unterscheiden, während die Art P. copri (vom altgriechischen Kopron = Kot oder Fäkalien) erst 2007 taxonomisch anerkannt wurde und zu den fäkalen Prevotella-Stämmen gehört.

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