Akkermansia muciniphila ist eine Bakterienart. Sie kommt im Darm vom Menschen vor und ist in der Verwendung als Probiotikum von Interesse. Das Bakterium scheint eine wichtige Rolle im menschlichen Darmmikrobiom zu spielen, insbesondere beim Abbau von Mucinen (im deutschen auch als Muzine bezeichnet) der Darmschleimhaut. Der Abbau vom Schleim wird zwar mit einer potenziellen krankheitserregenden Wirkung (pathogen) in Verbindung gebracht, doch ist zu bedenken, dass dieses Glykoprotein im Dickdarm sehr häufig vorkommt und etwa die Hälfte des im menschlichen Dickdarm vorkommenden Kohlenstoffs ausmachen kann. Daher können Mikroben, die dieses komplexe Glykoprotein abbauen, auch als Symbionten mit dem Wirt leben. Der bevorzugte Ansiedlungsbereich befindet sich dabei vor allem in der Schleimhautschicht, die die Darmzellen schützt. Akkermansia muciniphila zerlegt Darmschleim in nützliche kurzkettige Fettsäuren wie Propion- und Essigsäure, die für die Darmgesundheit wichtig sind.

Bei Untersuchungen bei Mäusen wurden u. a. positive Wirkungen bei Adipositas, Depressionen und Bluthochdruck festgestellt.

Merkmale Akkermansia muciniphila ist nicht beweglich, Geißeln sind nicht vorhanden. Die Zellen sind oval geformt, sie treten einzeln, paarweise und selten in Ketten auf. Die Größe liegt bei 0,6 µm × 0,7 µm. Die Gram-Färbung verläuft negativ. Das Bakterium bildet subzellulare Organellen, sogenannte Mucinosomen, die der Speicherung der von der Darmschleimhaut gebildeten Mucine dienen. Die Mucine sind Glykoproteine, die von den Schleimhäuten im Darm abgegeben werden und dem Schutz dienen.

Stoffwechsel und Wachstum Akkermansia muciniphila toleriert keinen Sauerstoff, die Art ist streng anaerob. Sie ist chemoorganotroph, d. h. sie benötigt organische Stoffe zur Ernährung. Der Stoffwechselweg ist die Gärung. Sie nutzt Mucine (Muzin) als Nahrung und bildet hieraus Acetat, Propionat und Ethanol als wichtigste Endprodukte. Das einzige bis 2015 bekannte, genutztes Medium von Akkermansia muciniphila ohne Mucine enthält Pepton, Hefeextrakt, Trypton, Casiton, N-Acetylglucosamin, N-Acetylgalactosamin und Glucose. Die Zellen wachsen optimal bei 37 °C und pH 6,5.

Systematik Die Gattung Akkermansia zählt zu dem Phylum Verrucomicrobiota und hier zu der Verrucomicrobiales innerhalb der Klasse Verrucomicrobiia. Anfang Oktober 2024 zählten zum Phylum Verrucomicrobiota drei Klassen: Opitutia Choo et al. 2007 Terrimicrobiia García-López et al. 2020 Verrucomicrobiia Hedlund et al. 1998

Akkermansia wird zu der Familie Akkermansiaceae gestellt, neben Akkermansia zählt hierzu noch der Candidatus Mariakkermansia. Die Art Akkermansia muciniphila wurde 2004 beschrieben und ist die zuerst beschriebene Art der Gattung (Typusart). Die Familie Akkermansiaceae wurde von Brian P. Hedlund und Muriel Derrien im Jahr 2012 eingeführt. Zuvor zählte die Gattung zu den Verrucomicrobiaceae.

In der Gattung Akkermansia sind mehrere Arten vorhanden, wovon einige noch nicht vollständig beschrieben werden konnten (mit Candidatus gekennzeichnet bzw. in Ausrufungszeichen geschrieben): Akkermansia biwaensis Kobayashi et al. 2023 Akkermansia glycaniphila Ouwerkerk et al. 2016 Candidatus Akkermansia intestinavium Gilroy et al. 2021 Candidatus Akkermansia intestinigallinarum Gilroy et al. 2021 "Akkermansia massiliensis" Ndongo et al. 2022 Akkermansia muciniphila Derrien et al. 2004 Candidatus Akkermansia timonensis Ndongo et al. 2022

Etymologie Der Gattungsname Akkermansia wurde zu Ehren Antoon Akkermans, einem für seine wichtigen Beiträge zur mikrobiellen Ökologie bekannten niederländischen Mikrobiologen gegeben. Der Artname A. muciniphila deutet auf die Fähigkeit, Muzin zu verwerten, hin.

Ökologie Akkermansia muciniphila wurde ursprünglich aus einer Fäkalprobe eines gesunden Freiwilligen isoliert. Akkermansia wurde nie in Umweltproben wie Wasser, Boden oder anaeroben Fermentern nachgewiesen, aus denen die meisten Verrucomicrobia-Mitglieder isoliert sind. Verschiedene Studien von 16S rRNA zeigten, das Akkermansia muciniphilaetwa 1 % der gesamten Zellen in Fäkalproben ausmacht.

Nutzung Akkermansia muciniphila kann Muzin (auch Mucine geschrieben) als einzige Kohlenstoff- und Stickstoffquelle nutzen. Es ist ein wichtiges muzinabbauendes Bakterium im menschlichen Darm und trägt zur Aufrechterhaltung der Darmschleimschicht bei. Sein Muzinabbau fördert das Wachstum nützlicher Mikroben und verbessert die Barrierefunktion des Darms, was für die Vorbeugung von Stoffwechselstörungen wichtig sein könnte. Sie trägt somit zur Darmgesundheit und Entzündungsregulierung bei. Bei einem gesunden Menschen ist A. muciniphila in hohen Mengen (etwa 3 %) im erwachsenen Dickdarm vorhanden, was sie zu einer der am häufigsten vorkommenden Darmspezies macht. Darüber hinaus ist A. muciniphila in allen Altersgruppen zu finden. In Fäkalproben von Erwachsenen, die an einer Reihe von Krankheiten wie z. B. Fettleibigkeit und Diabetes leiden, ist A muciniphila kaum vorhanden.

Da das Bakterium die Produktion von Mucine im Darm fördert, kann es den altersbedingten Mucinverlust abmildern und somit die Darmbarriere fördern. So zeigte sich in Tiermodellen eine Verbesserung des Immun- und Gesundheitszustands und eine höhere Lebenserwartung. Eine weitere Studie zeigte, dass Akkermansia muciniphila Depressionen durch Regulierung der Darmflora in einem Mausmodell lindert. Es scheint auch gegen Adipositas, unbehandelte Typ-2-Diabetes mellitus und Bluthochdruck zu wirken. Andererseits wurde eine Zunahme von Akkermansia und Methanobrevibacter bei Patienten mit Multipler Sklerose (MS) beobachtet. Im Gegensatz hierzu war eine Abnahme der Bakteriengattung Butyricimonas bei diesen Patienten festzustellen. Allerdings wurden bei weiteren Untersuchungen auch gegenteilige Beobachtungen gemacht, so wurde festgestellt, dass eine Zunahme von Akkermansia bei geringeren Symptomen auftrat, was auf eine eher positive Wirkung gegen MS hinweist. Des Weiteren wurde bei Kindern, die mit Autismus lebten, erhöhte Mengen von Akkermansia muciniphila festgestellt. Bei anderen Untersuchungen konnte dies allerdings nicht bestätigt werden.

Im Jahr 2024 wurde entdeckt, dass Enzyme von Akkermansia muciniphila Antigene der Blutgruppe AB so modifizieren können, dass Blut der Gruppe 0 entsteht.

Einzelnachweise Muriel Derrien, Caroline M. Plugge, Willem M. de Vos und Erwin G. Zoetandal: Akkermansia In:

LPSN (Abruf am 6. Oktober 2024)

Springer Nature Research Communities Genetic analysis of a mucus loving bacterium

Literatur Muriel Derrien, Caroline M. Plugge, Willem M. de Vos und Erwin G. Zoetandal: Akkermansia In:

Weblinks

Signature; intestinal Microbiology – the case of Akkermansia – Universität Wageningen Can probiotics and supplements really improve your gut microbiome? – New Scientist, 3 October 2023 You and Your Microbiome – Artikel in New Scientist, Issue 3459 Wie ein Bakterium beim Abnehmen helfen könnte Typusstamm von Akkermansia muciniphila bei BacDive – the Bacterial Diversity Metadatabase

Kategorie:Bakterien Kategorie:Bacteria