Postbiotikum – Anerkennung durch die Internationale Wissenschaftliche Vereinigung für Probiotika und Präbiotika

Heute bezeichnen Wissenschaftler und Ärzte Postbiotika als die modernste, effektivste und sicherste Methode zur Prävention und Wiederherstellung der Darmmikrobiota sowie zur Korrektur der Dysbiose des Darms.

In wissenschaftlichen Kreisen besteht kein Zweifel mehr daran, dass das Zeitalter der Probiotika bei deren Einsatz in der mikrobiotischen Therapie zur Prävention der Darmmikrobiota und zur Korrektur der Dysbiose zu Ende geht. Gleiches gilt für Präbiotika, wenn sie zur Korrektur der Darmdysbiose eingesetzt werden.

Fast 50 Jahre nach der probiotischen Revolution waren notwendig, um moderne Technologien wie das Sequenzieren zu entwickeln, die es der wissenschaftlichen und medizinischen Gemeinschaft ermöglichten, zu dem Schluss zu kommen, dass die menschliche Mikrobiota streng individuell und für jeden Menschen einzigartig ist, wie ein Fingerabdruck. Jeder von uns hat seine eigene, im Laufe der Zeit entwickelte Zusammensetzung von Mikroorganismen, die als mikrobielle Identitätskarte bezeichnet werden kann.

Die letzten Jahrzehnte haben eindeutig die Bedeutung der menschlichen Mikrobiota sowohl für die kurz- als auch für die langfristige Gesundheit gezeigt. Die frühe Programmierung der Mikrobiota und des Immunsystems während Schwangerschaft, Geburt, Stillzeit und Abstillen ist wichtig und bestimmt die Immunfunktion im Erwachsenenalter, das Mikrobiom und die allgemeine Gesundheit. Wir erleben auch einen raschen Anstieg der Anzahl von Produkten, die behaupten, die Funktionen und die Zusammensetzung der Mikrobiota in verschiedenen Körperteilen zum Wohle der menschlichen Gesundheit zu beeinflussen.

Die Verbesserung der menschlichen Gesundheit durch Modulation mikrobieller Interaktionen in allen Lebensphasen ist ein sich entwickelndes Konzept, das für Verbraucher, Lebensmittelhersteller, Gesundheitsfachkräfte und Regulierungsbehörden immer wichtiger wird. Konsensdefinitionen für Probiotika, Präbiotika und Synbiotika wurden bereits veröffentlicht. Das Konzept der Postbiotika ist neu, aber mit dieser Begriffsfamilie verbunden und entwickelt sich zu einem wichtigen, von Mikroorganismen abgeleiteten Instrument zur Förderung der Gesundheit.

Postbiotika halten schnell und sicher Einzug in unseren Alltag. In wissenschaftlichen Kreisen werden sie zunehmend als eine der effektivsten und sichersten Präparate zur Korrektur der Darmmikrobiota genannt. Heute bestehen keine Zweifel mehr an ihren Vorteilen gegenüber Probiotika und Präbiotika.

Immer häufiger kommt es jedoch vor, dass einige Hersteller missbräuchlich Produkte als Postbiotika bezeichnen, die die Voraussetzungen dafür nicht erfüllen. In anderen Fällen werden, um möglichst günstige Postbiotika auf den Markt zu bringen, viele Kompromisse bei deren Zusammensetzung und Qualität gemacht. Dadurch werden die wirklich einzigartigen Eigenschaften des Produkts beeinträchtigt.

Ziel dieses Artikels ist es, Klarheit über den Begriff „Postbiotikum“, seine Definition und die Unterschiede zwischen den möglichen Arten zu schaffen.

Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Begriffe, die alle unterschiedlich definiert sind, verwendet, um eine Form von inaktivierten oder abgetöteten Mikroorganismen zu bezeichnen: Paraprobiotika, Postbiotika, Parapsychobiotika, Geisterprobiotika, Metabiotika, tindalisierte Probiotika und bakterielle Lysate. Im letzten Jahrzehnt wurde jedoch am häufigsten der Begriff Postbiotikum verwendet.

Im Jahr 2019 berief die Internationale Wissenschaftliche Vereinigung für Probiotika und Präbiotika (ISAPP) ein Expertengremium ein, das sich auf Ernährung, Mikrobiologie, Gastroenterologie, Pädiatrie, Lebensmittelwissenschaft und Mikrobiologie spezialisiert hat, um die Definition und den Umfang von Postbiotika zu überarbeiten. Die Vereinigung ist der Ansicht, dass es von Vorteil wäre, sich auf einen einzigen, gut definierten und verständlichen Begriff zu einigen, anstatt verschiedene Begriffe für ähnliche Konzepte zu verwenden.

Mitte 2021 wurde in einer Konsenserklärung der ISAPP zur Definition und zum Umfang von Postbiotika der Begriff Postbiotikum (postbiotic) gewählt, als Kombination aus dem Begriff „biotisch“ (biotic), definiert als „in Bezug auf lebende Organismen oder von ihnen stammend“ (relating to or resulting from living organisms), und dem Begriff „post“ (post), ein Präfix, das „nach“ (after) bedeutet. Zusammen definieren diese beiden Begriffe die Bedeutung von Postbiotikum als „nach dem Leben“ (after life), d. h. nicht lebende Organismen.

In derselben Erklärung wurde auch eine Definition für Postbiotikum festgelegt, in der es heißt, dass ein Postbiotikum „ein Präparat aus nicht lebenden Mikroorganismen und/oder deren Komponenten ist, das dem Wirt gesundheitliche Vorteile bietet“. Postbiotika müssen absichtlich inaktivierte mikrobielle Zellen enthalten, mit oder ohne deren Metaboliten oder Zellkomponenten. Gereinigte mikrobielle Metaboliten sind keine Postbiotika. In der Definition von Postbiotika ist implizit die Anforderung enthalten, dass das Postbiotikum für den vorgesehenen Gebrauch sicher sein muss. Schließlich muss das Postbiotikum aus einem gut charakterisierten Mikroorganismus oder einer Kombination von Mikroorganismen stammen und mit einem definierten technologischen Herstellungsprozess für Biomasse und Inaktivierung hergestellt werden, der zuverlässig reproduzierbar ist.

Diese Definition soll eine Grundlage für Klarheit und Genauigkeit in der Kommunikation über Postbiotika zwischen Wissenschaftlern, Industrie, Regulierungsbehörden und Verbrauchern schaffen. Die verantwortungsvolle Verwendung des Begriffs „Postbiotikum“ auf dem Produktetikett sollte die Hersteller dazu verpflichten, die von dieser Definition festgelegten Mindestkriterien zu erfüllen.

Daher bezieht sich der Begriff Postbiotikum auf Präparate, die einerseits zwingend nicht lebende (absichtlich abgetötete, inaktivierte) ganze mikrobielle Zellen, auch „Lysate“ genannt, und/oder deren Komponenten (Strukturfragmente) wie Zellwände, Zellpartikel und biologisch aktive Zellsubstanzen enthalten und andererseits, aber nicht zwingend, auch natürlich ausgeschiedene, fermentierte und von diesen Mikroben synthetisierte, aber nicht gereinigte Metaboliten enthalten können. Das heißt, das Postbiotikum enthält keine lebenden Mikroorganismen, sondern nur deren Lysate und/oder Fragmente dieser Lysate, mit oder ohne die von diesen Mikroorganismen während ihrer Lebenszeit produzierten Metaboliten.

Es ist zu beachten, dass nur mikrobielle Metaboliten, die während der Kultivierung und/oder Fermentation bestimmter Kulturen in Abwesenheit der inaktivierten Zellbiomasse dieser Kulturen gewonnen werden, kein Postbiotikum darstellen. Darüber hinaus sind gereinigte Metaboliten ebenfalls keine Postbiotika. Solche gereinigten Moleküle sollten stattdessen mit der bestehenden klaren chemischen Nomenklatur bezeichnet werden, wie zum Beispiel Butyrat oder Laktat. Stark gereinigte Komponenten und Produkte wie Proteine, Peptide, Exopolysaccharide, kurzkettige Fettsäuren (SCFA), Filtrate ohne Zellkomponenten und chemisch synthetisierte Verbindungen qualifizieren sich nicht als Postbiotika an sich, obwohl sie in postbiotischen Präparaten enthalten sein können.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass Postbiotika einzelspezifisch oder multispezifisch sein können. Einzelspezifische werden aus einer Mikroorganismenart hergestellt, multispezifische aus zwei oder mehr. Einzelspezifische verfolgen eine gezielte Wirkung, multispezifische eine breit gefächerte. Je mehr Mikroorganismenarten ein Postbiotikum enthält, desto breiter ist sein Anwendungsspektrum. Und entsprechend – je weniger Arten, desto gezielter ist seine Anwendung. Für die Prävention sind multispezifische zu bevorzugen.

Darüber hinaus können ein- und mehrspezifische Postbiotika je nach Inhalt bedingt in vier Typen unterteilt werden. Postbiotika, die enthalten: 1. Komponenten der Lysate; 2. Lysate und deren Komponenten; 3. Komponenten und Metaboliten der Lysate; und 4. Lysate, deren Komponenten und Metaboliten. In der Regel gilt: Je mehr Inhaltsstoffe ein Postbiotikum enthält, desto wirksamer ist es, aber desto komplexer ist die Herstellung und entsprechend teurer.

Postbiotika können pulverförmig oder flüssig sein. Pulverförmige können zu Tabletten oder Kapseln verarbeitet werden. Flüssige sind zu bevorzugen, da beim Trocknen einige der bioaktiven Substanzen verloren gehen. Außerdem verteilen sich flüssige besser auf Oberflächen und kommunizieren leichter mit dem Körper.

Ein wichtiger Faktor bei Postbiotika ist deren inhärente Stabilität sowohl während industrieller Prozesse als auch bei der Lagerung. Die Aufrechterhaltung der Stabilität lebender Mikroorganismen ist eine technologische Herausforderung, da viele probiotische Organismen empfindlich gegenüber Sauerstoff und Hitze sind, aber Produkte mit langer Haltbarkeit können für nicht lebende Mikroorganismen leicht erreicht werden.

Postbiotika haben ein besseres Sicherheitsprofil als Probiotika, da die enthaltenen Mikroorganismen ihre Fähigkeit zur Replikation verloren haben und daher keine Bakteriämie oder Fungämie verursachen können, Risiken, die mit der Anwendung von Probiotika verbunden sind.

Die Metaboliten in Postbiotika enthalten verschiedene Biomoleküle, die unterschiedliche gesundheitliche Effekte beim Zielwirt vermitteln. Die Fähigkeit dieser Moleküle, eine gesundheitsfördernde Wirkung zu erzielen, kann durch viele verschiedene Mechanismen gesteuert werden. Solche Mechanismen können einzeln oder in Kombination wirken. Da Postbiotika leblos sind, müssen diese bioaktiven Moleküle von den lebenden Mikroorganismen vor deren Inaktivierung und in ausreichender Menge ausgeschieden, fermentiert und synthetisiert werden, um eine günstige Wirkung zu erzielen. Hier betrachtet die ISAPP mögliche Mechanismen, die die postbiotische Wirksamkeit fördern könnten. Insgesamt werden fünf Hauptwirkungsweisen betrachtet, wie in Abb. 1 dargestellt.

Abb. 1 Postulierte Wirkmechanismen von Postbiotika und beispielhafte Effektormoleküle, die von ihnen verwendet werden

Es werden fünf Wirkmechanismen von Postbiotika postuliert:

(1) Modulation der residenten Mikrobiota;

(2) Verbesserung der Funktionen der epithelialen Barriere;

(3) Modulation lokaler und systemischer Immunantworten;

(4) Modulation systemischer metabolischer Reaktionen

(5) Systemische Signalübertragung über das Nervensystem. Es werden einige Beispiele für mikrobielle Effektormoleküle gezeigt, die diese Mechanismen vermitteln (nicht abschließende Liste).

Das heißt, die ISAPP bestätigt uneingeschränkt, dass wirksame Postbiotika die residente Mikrobiota und die systemischen Stoffwechselreaktionen modulieren, sowie lokale und systemische Immunantworten, die Funktionen der epithelialen Barriere verbessern und systemisch mit dem Nervensystem unseres Körpers interagieren. Dies ist eine unbestreitbare Anerkennung der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft für die einzigartigen Eigenschaften von Postbiotika.