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- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-776637
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.77663
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 11 September 2025 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Ralf Linker |
| Tag der Prüfung: | 19 August 2025 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Neurologie |
| Stichwörter / Keywords: | multiple sclerosis, probiotics, Lactobacillus, immune cells, regulatory T-cells |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 77663 |
Zusammenfassung (Englisch)
Background and Objective The rising incidence of multiple sclerosis (MS) especially in western countries, is increasingly associated with the influence of various environmental factors on the pathophysiology of MS. Besides low vitamin D levels and an early infection with the Epstein Barr virus, certain nutritional factors as well as the gut and its bacteria seem to play an important role (1). ...
Zusammenfassung (Englisch)
Background and Objective
The rising incidence of multiple sclerosis (MS) especially in western countries, is increasingly associated with the influence of various environmental factors on the pathophysiology of MS. Besides low vitamin D levels and an early infection with the Epstein Barr virus, certain nutritional factors as well as the gut and its bacteria seem to play an important role (1). Results of recent studies have already shown a link between the gut microbiome, the so-called “Western diet” and the immune system. An essential component of the so-called “Western diet” is salt. A study in an animal model of MS, the Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE), was able to show that a high-salt diet (HSD) led to depletion of lactobacilli in the intestinal microbiome, which was accompanied by an increase in inflammatory T helper (Th) 17 cells as well as a clinical worsening of EAE (2). Supplementation of lactobacilli concurrent with a HSD prevented this effect (2). In a subsequent pilot study in healthy individuals, a HSD also led to changes in the intestinal microbiome, and lactobacilli in particular were greatly reduced (2). Many other studies also underline a connection between the gut microbiome and the immune system in various (autoimmune) diseases, such as MS, rheumatoid arthritis or high blood pressure. A modulation of the intestinal microbiome by the intake of a probiotic could therefore be positive for immune-mediated diseases such as MS. Within the framework of my doctoral thesis, the influence of Vivomixx®, a probiotic dietary supplement with a large proportion of lactobacilli, on immune cells in the blood of people with MS (pwMS) and healthy controls (HC) was investigated.
Methods
Participating pwMS and HC had four appointments each (one at baseline before starting the intake of Vivomixx®, two while taking Vivomixx® for six weeks and one as a control after ending the intake of Vivomixx®), at which blood and stool samples were taken. In addition to the routine examinations of pwMS, a medical history and clinical-neurological examination of pwMS and HC were performed during the appointments. For analysis of dietary habits of participants, a food questionnaire was filled in once during the study. The blood samples were analysed for routine blood parameters and characterised for the presence of different immune cells including B cells, natural killer cells (NK cells), monocytes, CD4+-, CD8+- and CD4+CD8+ T cells with flow cytometry (Fluorescence-activated Cell Sorting, FACS). Moreover, the effect of the probiotic supplementation on T helper cells (Th1, Th17, Th2) as well as on regulatory T cells (Treg) was investigated.
Results
Analysis of routine blood levels showed a significant reduction in cholesterol after two weeks of lactobacillus supplementation in pwMS and healthy controls.
Evaluation of the food questionnaire revealed various differences in the amount of nutrients ingested by pwMS and HC, however, this was not investigated in more detail within the scope of this work. Important for this study was the intake of dietary salt, however, there were no significant differences between pwMS and HC.
Surface staining of immune cells in whole blood before starting the intake of Vivomixx® and after two or six weeks showed no significant effects on B cells or NK cells in pwMS and HC. There have been some significant fluctuations in monocytes, CD4+, CD8+ and CD4+CD8+ T cells, whereby further studies are required to link these effects to the intake of Vivomixx®. In contrast, analysis of FoxP3+ Treg cells in pwMS showed a significant increase after Vivomixx® intake for two weeks. An increase of FoxP3+ Treg cells was also observed for HC, although not statistically significant. Th17 cells were increased significantly in pwMS when comparing timepoints with the control timepoint after stopping the intake of Vivomixx®. In HC, the comparison to control points during the intake period also showed significant effects. In pwMS and pwMS under Ocrelizumab therapy, Th1 cells were significantly decreased after two weeks of Vivomixx® intake. This effect was not visible in HC. The intake of Vivomixx® had no effect on the frequencies of Th2 cells, neither in pwMS nor in HC.
Discussion and conclusion
These results suggest a potential benefit of probiotic Vivomixx® intake on the immune system, especially concerning the increase of FoxP3+ Treg cells as well as the decrease of Th1 cells. On the other hand, Th17 cells did not show any decrease. Yet, this pilot study is one of the first that deals with the effects of probiotics on immune cells in pwMS and not only in HC or mice. Therefore, it may serve as a basis for future research in this field. In view of previous research and the results of the current study, there may be a connection between diet, the gut microbiome and the immune system. It remains interesting, how strong this connection actually is and how it may contribute to treat autoimmune diseases like MS through probiotic modulations.
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Hintergrund und Ziele Die steigende Inzidenz der Multiplen Sklerose (MS) besonders in westlichen Ländern wird vermehrt mit dem Einfluss verschiedener Umweltfaktoren auf die Pathophysiologie der MS in Verbindung gebracht. Neben niedrigen Vitamin-D Spiegeln und einer frühen Infektion mit dem Epstein Barr Virus scheinen bestimmte Ernährungsfaktoren sowie der Darm und dessen Bakterien eine wichtige ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Hintergrund und Ziele
Die steigende Inzidenz der Multiplen Sklerose (MS) besonders in westlichen Ländern wird vermehrt mit dem Einfluss verschiedener Umweltfaktoren auf die Pathophysiologie der MS in Verbindung gebracht. Neben niedrigen Vitamin-D Spiegeln und einer frühen Infektion mit dem Epstein Barr Virus scheinen bestimmte Ernährungsfaktoren sowie der Darm und dessen Bakterien eine wichtige Rolle zu spielen (1). Ergebnisse aktueller Studien zeigten bereits einen Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom, der „westlichen Ernährung“ und dem Immunsystem. Ein wesentlicher Bestandteil der „westlichen Ernährung“ ist Salz. Eine Studie im Tiermodell der MS, der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE), ergab, dass eine salzreiche Ernährung zur Depletion von Laktobazillen im Darmmikrobiom führte, was mit einer Steigerung entzündungstreibender T Helfer (Th) 17 Zellen sowie einer klinischen Verschlechterung der EAE einherging (2). Eine Supplementierung von Laktobazillen zeitgleich zur salzreichen Ernährung konnte diesen Effekt verhindern (2). In einer darauffolgenden Pilotstudie mit gesunden Menschen führte eine salzreiche Ernährung ebenfalls zu Veränderungen im Darmmikrobiom, insbesondere Laktobazillen waren stark vermindert (2). Viele weitere Studien unterstreichen ebenfalls einen Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und dem Immunsystem bei verschiedenen (Autoimmun-)Erkrankungen, wie beispielsweise bei MS, rheumatoider Arthritis oder Hypertonie. Eine Modulation des Darmmikrobioms durch Einnahme eines Probiotikums könnte sich demnach positiv für immunvermittelte Erkrankungen wie die MS auswirken. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde daher der Einfluss von Vivomixx®, einem probiotischen Nahrungsergänzungsmittel mit einem großen Anteil an Laktobazillen, auf die Immunzellen im Blut von MS Patienten und gesunden Kontrollen untersucht.
Methoden
Teilnehmende MS Betroffene und gesunde Kontrollen hatten je vier Termine (Ersttermin vor Beginn der Vivomixx® Einnahme, zwei Termine während der Einnahme von Vivomixx® für sechs Wochen und einen Kontrolltermin nach Beendigung der Einnahme), bei welchen Blut- und Stuhlproben entnommen wurden. Zusätzlich zu den ohnehin stattfindenden Routineuntersuchungen der MS Patienten wurden bei den Terminen eine Anamnese sowie klinisch-neurologische Untersuchung von MS Patienten sowie gesunden Kontrollen durchgeführt. Um die Ernährungsgewohnheiten der Probanden zu erheben, wurde ein Ernährungsfragebogen einmal im gesamten Studienzeitraum ausgefüllt. Mit den Blutproben wurden eine Routineblutanalyse und eine Oberflächenfärbung von Immunzellen im Vollblut zur Analyse von B-Zellen, natürlichen Killer-Zellen (NK-Zellen), Monozyten, CD4+, CD8+ und CD4+CD8+ T-Zellen mittels Durchflusszytometrie (Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierung, FACS) durchgeführt. Zudem wurde der Einfluss des Probiotikums auf T Helfer Zellen (Th1, Th17, Th2) sowie regulatorische T Zellen (Treg) untersucht.
Ergebnisse
Die Analyse der Routineblutwerte zeigte eine signifikante Verringerung von Cholesterin nach zweiwöchiger Laktobazillen Supplementation bei MS Patienten und bei gesunden Kontrollen.
Diverse Unterschiede in der Menge der aufgenommenen Nährwerte zwischen MS Patienten und gesunden Kontrollen fielen in der Analyse der Ernährungsfragebögen auf, jedoch wurde dies im Rahmen dieser Arbeit nicht näher untersucht. Wichtig für diese Studie war die Aufnahme von Salz über die Nahrung, jedoch zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen MS Patienten und gesunden Kontrollen.
Die Analyse von Immunzellen im Vollblut vor der Einnahme von Vivomixx® und nach zwei bzw. sechs Wochen zeigte keine signifikanten Effekte auf B-Zellen und NK-Zellen, sowohl bei MS Patienten als auch bei gesunden Kontrollen. Jedoch gab es einige signifikante Effekte auf Monozyten, CD4+, CD8+ und CD4+CD8+ T-Zellen, wobei weitere Studien benötigt werden, um diese Effekte mit der Einnahme von Vivomixx® in direkte Verbindung bringen zu können. Dagegen ergab die Analyse der FoxP3+ Treg Zellen bei MS Patienten eine signifikante Steigerung nach zwei Wochen Vivomixx® Einnahme. Eine Zunahme der FoxP3+ Treg Zellen war auch bei gesunden Kontrollpersonen zu erkennen, jedoch nicht signifikant. Eine Zunahme der Th17 Zellen war bei MS Patienten beim Vergleich der Zeitpunkte zum Kontrolltermin nach Beendigung der Einnahme von Vivomixx® signifikant. Bei gesunden Kontrollen war auch der Vergleich während des Einnahmezeitraumes signifikant. Th1 Zellen von MS Patienten und MS Patienten unter Therapie mit Ocrelizumab waren zwei Wochen nach Vivomixx® Einnahme signifikant vermindert. Dieser Effekt zeigte sich nicht bei gesunden Kontrollen. Die Einnahme von Vivomixx® hatte keinen Einfluss auf die Frequenz von Th2 Zellen, weder bei MS Patienten noch bei gesunden Kontrollen.
Diskussion und Schlussfolgerungen
Diese Ergebnisse sprechen für einen potentiellen Benefit des Probiotikums Vivomixx® auf das Immunsystem, besonders in Bezug auf die steigenden FoxP3+ Treg Zellen und die sinkenden Th1 Zellen. Andererseits zeigten die Th17 Zellen nicht die hypothetisch erwartete Abnahme. Diese Pilotstudie ist eine der Ersten, welche sich mit den Effekten von Probiotika auf Immunzellen von MS Patienten fokussiert und nicht nur auf gesunde Kontrollen oder Tierexperimente. Daher fungiert diese Studie als Basis für weitere Forschung in diesem Bereich.
Unter Berücksichtigung der bisherigen Forschung und den Ergebnissen dieser Studie kann von einem Zusammenhang zwischen der Ernährung, dem Darmmikrobiom und dem Immunsystem ausgegangen werden. Es bleibt jedoch spannend, wie ausgeprägt dieser Zusammenhang ist und wie wir auf diesem Weg die Behandlung von Autoimmunerkrankungen, wie der MS, verbessern können.
Metadaten zuletzt geändert: 11 Sep 2025 08:48
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