Seit Generationen beschäftigen wir uns mit den Bakterien und anderen Mikroorganismen, mit denen wir unser Zuhause teilen, auf eine Weise:sie auszulöschen. Indem wir etwas auf Haushaltsoberflächen gießen oder sprühen, halten wir Keime fern und bleiben gesund. Es ist eine Taktik, die viele von uns während der Pandemie entwickelt haben, um das SARS-CoV-2-Virus in Schach zu halten.
Aber es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass wir mit diesen Mikroben einen völlig anderen Ansatz verfolgen müssen. Während es keinen Zweifel gibt, dass einige der Mikroorganismen, die unter uns leben, schädlich sind (und niemand behauptet, dass die Reinigung kein guter Weg ist, um SARS-CoV-2 wie SARS-CoV-2 aus unseren Häusern fernzuhalten), gibt es immer mehr Beweise dafür, dass viele von ihnen tun uns wirklich gut.
Die Sache ist die, dass wir uns unwissentlich in die Mikroben eingemischt haben, mit denen wir unsere Wohnzimmer, Küchen und Außenbereiche teilen, und so eine feindliche Umgebung für diese nützlichen Käfer geschaffen haben. Das bedeutet, dass die Idee, Probiotika in unserem Körper zu verwenden, zwar schon eine Weile existiert, dass wir aber bald auch unsere Häuser und unsere Städte mit Probiotika behandeln werden.
Die Forschung zur Charakterisierung der unsichtbaren mikrobiellen Suppe, in der wir leben, hat in den letzten zehn Jahren stark zugenommen. Im Mai 2021 wurden die Ergebnisse eines riesigen Forschungsprojekts veröffentlicht, an dem 900 Wissenschaftler und Freiwillige in 60 Städten auf der ganzen Welt Abstriche von Mikroben gemacht haben, die auf Fahrkartenautomaten, Geländern und Sitzen in U-Bahnen, Bussen und Straßenbahnen leben. Bei dieser Untersuchung des mikrobiellen Lebens in Städten wurden nicht weniger als 10.928 Viren und 1.302 Bakterien gefunden, die zuvor noch nicht identifiziert worden waren.
Die von Prof. Christopher Mason von Weill Cornell Medicine in den USA geleitete Forschung zeigte, dass jede Stadt ihre eigene einzigartige mikrobielle Mischung hat. Egal, ob Sie in London, Hongkong oder Paris leben, Sie sind einer anderen Mischung von Mikroben ausgesetzt.
Davor gab es das Wild Life of Our Homes-Projekt, das von der North Carolina State University durchgeführt wurde und zeigte, dass wir alle unser Zuhause mit 9.000 Arten von Mikroben teilen. Andere Forschungen haben die Mikroben identifiziert, die überall leben, von Universitätsmensen bis hin zu Einkaufszentren.
Diese Explosion in der mikrobiellen Erforschung wurde durch Fortschritte in der schnellen Gensequenzierung sowie in der Rechenleistung angeheizt. Die weltweite Mikrobenzählung in Städten erforderte zwei Supercomputer in Pittsburgh, um die Datenmassen zu verarbeiten – acht Billionen Genbasen von Mikroben, die über Abstriche gesammelt wurden.
„Auf dem Gebiet der Mikrobiologie machen wir das Äquivalent zu Forschern, die hinausgehen und sehen, welche Pflanzen auf verschiedenen Kontinenten leben“, sagt Noah Fierer, Professor für Mikrobiologie an der University of Colorado Boulder, der an „Wild Life Of Our“ beteiligt war Homes-Projekt.
„Wir fangen gerade erst an zu verstehen, welchen Arten von Mikroben wir täglich ausgesetzt sind. Diese könnten in unserer Nahrung, in der Luft oder im Wasser sein, das wir trinken. Diese könnten einfach auf Oberflächen sein, die Sie berühren, und dann kauen Sie an Ihren Fingernägeln und legen Ihre Finger an Ihre Lippen und so weiter. Aber es gibt eine Menge Arbeit, die von dem, was Sie ausgesetzt sind, bis hin zu den Auswirkungen auf Ihre Gesundheit gehen muss.“
Die Sache ist, dass wir zwar sehr gut darin geworden sind, die Bakterien, Viren und Pilze zu identifizieren, die uns krank machen, aber weniger gut darin sind, herauszufinden, welche uns gut tun, erklärt Fierer, weil es nicht einfach ist.
„Es könnte sein, dass der Kontakt mit bestimmten Mikroben im Alter von zwei Jahren Ihr Immunsystem so trainiert, dass Sie mit 40 keine Allergien haben. Das ist schwer herauszufinden. Oder es könnte dosisabhängig sein. Wenn Sie zum Beispiel einigen von ihnen ausgesetzt sind, trainiert es Ihr Immunsystem auf eine gute Weise, aber wenn Sie zu vielen ausgesetzt sind, könnte es schlecht sein. Oder es könnten einzelne Kategorien oder Kombinationen von Mikroben sein.“
Es gibt jedoch verlockende Beweise dafür, dass viele Mikroben uns stillschweigend viel Gutes tun. Während die Erforschung der gesundheitsfördernden Wirkung bestimmter Mikroben noch in den Kinderschuhen steckt, wurden bestimmte Bakterienarten mit Verbesserungen unserer körperlichen und geistigen Gesundheit in Verbindung gebracht.
Städte sind vielfältige Umgebungen für Mikroben. „Es gibt Pflanzen, Staub, Beton, Holz, Glas, Kunststoff und verschiedene Arten von Bitumen im Vergleich zu Stein“, sagt Prof. Jack Gilbert, ein mikrobieller Ökologe an der University of California in San Diego. Jede davon stellt eine andere Umgebung dar, die unterschiedliche Mikroben anzieht. „[Die Stadt ist] auch ziemlich unwirtlich – der einzige Ort, an dem Mikroben gedeihen werden, ist dort, wo es viele Nährstoffe und Feuchtigkeit gibt.“
Die Arten von Mikroben, die auf unseren Bürgersteigen und Parkbänken leben, unterscheiden sich stark von denen, denen wir während des größten Teils der Menschheitsgeschichte ausgesetzt waren, die in ländlichen Gebieten verbracht wurde. „Was wir den größten Teil unserer Evolutionsgeschichte – also die meiste Zeit auf diesem Planeten – erlebt haben, sind Bodenmikroben und Mikroben, die auf Blattoberflächen, Früchten und Tieren leben“, sagt Jacob Mills, Doktorand an der University of Adelaide , Australien.
Es sind die Mikroben, die im Boden und auf Pflanzen leben, die uns am ehesten gut tun, unser Immunsystem trainieren und uns helfen, unsere Nahrung zu verdauen, unser Gewicht zu kontrollieren und geistig gesund zu sein.
Ein ähnliches Bild zeigt sich bei Mikroben im Inneren eines Gebäudes – ob in unseren Wohnungen oder in unseren Büros. „Es ist im Grunde eine sehr kalte, unwirtliche Umgebung. Es ist, als würde man einen Regenwald nehmen und ihn in die Sahara werfen“, sagt Gilbert. „Es gibt eine schnelle Auswahl an mikrobiellen Zellen, die überlebensfähig sind. Das sind also, wenn Sie so wollen, die Söldner.“ Einige dieser zähen Überlebenskünstler können schädlich sein – es ist wahrscheinlicher, dass sie Krankheiten verursachen und eine gewisse Antibiotikaresistenz aufweisen.
Der genaue mikrobielle Cocktail, den wir in unseren Häusern herstellen, wird durch eine Reihe von Faktoren bestimmt:ob wir eine Katze oder einen Hund haben oder nicht, wie viele Zimmer mit Teppichboden ausgelegt sind, wie warm und feucht wir unser Zuhause haben möchten und so weiter.
Auch die von uns verwendeten Reinigungsmittel haben einen Einfluss. „Sie verändern zweifellos die Exposition gegenüber Mikroben, nicht nur Bakterien, sondern bis zu einem gewissen Grad auch Pilze und Viren“, sagt Fierer. „Wenn Sie jemanden in Ihrem Haushalt mit einer schrecklichen Magen-Darm-Erkrankung haben, die durch einen Virus verursacht wurde, möchten Sie natürlich das Haus gründlich ausräumen. Aber wir wissen nicht, welche Auswirkungen die Reinigung Ihres Hauses auf die vorteilhafteren Expositionen hat.“
Unser zunehmendes Wissen darüber, wie wir die mikrobielle Suppe, in der wir leben, verändert haben, oft auf eine Weise, die nicht zum Besseren ist, hat zu einem wachsenden Interesse an der Verwendung von Probiotika für unser Zuhause geführt – um die mikrobiellen Guten zu ermutigen und die Bösen auszulöschen .
Gilbert hat untersucht, wie effektiv ein probiotisches Spray sein könnte, das wir auf Orte wie Küchenarbeitsplatten oder Bürotische spritzen könnten, um schädliche Mikroben abzutöten. „Die Grundidee ist, Stämme der Bakteriengattung Bacillus zu verwenden die für Menschen harmlos sind, aber Chemikalien produzieren, die andere Bakterien abtöten“, sagt Gilbert.
Sein Labor in Kalifornien entwickelt auch 3D-gedruckte Oberflächen, die porös sind und die richtige Nährstoffmischung enthalten, um das Wachstum guter Bakterien zu fördern. „Wir prüfen, wie wir biologisch verträglichere Oberflächenmaterialien für alles herstellen können, von Yogamatten bis hin zu Wänden und Böden“, sagt Gilbert. Schon bald könnte die ultimative Wohnkultur eine Wand aus gesundheitsfördernden Mikroben in Ihrem Wohnzimmer sein.
Aber es gibt noch viel zu tun, um die richtigen Nährstoffe und Feuchtigkeitswerte zu finden, die das Wachstum der guten Bakterien ermöglichen und gleichzeitig verhindern, dass sich Schimmel oder Pilze festsetzen. „Wir sind an der Spitze des technisch Machbaren. Aber es ist ein interessantes Forschungsgebiet, herauszufinden, wie wir dies tun, ohne eine Art schnelle, außer Kontrolle geratene Evolution zu verursachen, die einen Superbug erzeugt oder es Pilzen ermöglicht, überall zu wachsen und Menschen zu töten“, sagt Gilbert. „Es ist also ein feines, empfindliches Gleichgewicht.“
In der Zwischenzeit untersuchen Mills und andere Forscher der University of Adelaide, wie wir die mikrobielle Umgebung, der wir in Städten ausgesetzt sind, durch „Microbiome Rewilding“ verbessern könnten. Die Idee ist einfach:Bringen Sie die einheimischen Pflanzen und die Tierwelt zurück in die Städte und die Mikroorganismen, die gut für uns sind, werden folgen.
„Hoffentlich würden Sie im Stadtgebiet einen wilderen Raum schaffen, der die Art von Mikroben beherbergen würde, mit der wir uns gemeinsam entwickelt haben“, sagt Mills. In der Praxis würde dies bedeuten, Teile traditioneller Parks aus der viktorianischen Zeit mit ihrem ordentlich geschnittenen Gras und ausgewählten wenigen Baumarten in strauchige, bewaldete Gebiete mit einer großen Vielfalt an Pflanzen und Tieren umzuwandeln.
Aber die Verwilderung unserer Städte durch Mikrobiome ist nicht ohne Risiken. Schließlich hat die Pandemie die Fähigkeit schädlicher Mikroben, die Artenbarriere in den Menschen zu überwinden, in den Vordergrund unseres Denkens gerückt. Daher ist es riskant, wild lebende Tiere mit all dem mikrobiellen Gepäck, das sie mit sich führen, in unsere Städte zu bringen, und es sind einige Abwägungen zu berücksichtigen, sagt Mills.
„Die Idee ist, dass die mikrobielle Vielfalt das Immunsystem trainiert und wir weniger nicht ansteckende Krankheiten wie Asthma, Allergien, Diabetes – all diese Dinge haben werden“, sagt Mills. „Aber wird das die Wahrscheinlichkeit einer Infektionskrankheit erhöhen? Es ist eine Frage, zu deren Beantwortung Forschung erforderlich ist. Ich denke, dass Menschen mit einem stärkeren Immunsystem besser mit Infektionskrankheiten umgehen können. Aber es ist eine sehr interessante Gratwanderung.“
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 369 des BBC Science Focus Magazine –