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Neue Erkenntnisse: Darmkrebs und die Rolle der Mikrobiota

Die Zusammensetzung der Keime im Darm (Mikrobiota) ist entscheidend dafür, ob Menschen an Darmkrebs erkranken oder nicht. In der Fachzeitschrift Nature Communications ist eine in Innsbruck, Salzburg und China (Shenzhen) durchgeführte Metagenomstudie veröffentlicht worden, die neue Einblicke in die Darmflora bei gesunden und an Darmkrebs erkrankten Menschen gibt. Unter anderem konnten rund 12 Keime entdeckt werden, die für die Entstehung von Darmkrebs verantwortlich sein dürften.

In unserem Darm befindet sich eine komplexe Mikrobenwelt, die sich aus mindestens 10¹⁴ Bakterien, Phagen und Viren zusammensetzt. Diese Mikroorganismen wiegen zusammen rund 1,5 Kilogramm. In der Zusammensetzung der Keime (Mikrobiota) sehen zahlreiche wissenschaftliche Studien die Ursache für viele Erkrankungen, insbesondere für die Entstehung von Darmkrebs. Dabei handelt es sich um eine der häufigsten Krebserkrankungen in Industrienationen. Häufig entwickelt sich Darmkrebs bei älteren Menschen aus einem Darmpolypen. Bisher war allerdings nicht bekannt, ob und welche Keime in der Mikrobiota für das Krebswachstum verantwortlich sind.

Studienergebnisse sollen helfen, neue Methode zur Frühdiagnose zu entwickeln
Durch die nun vorliegende metagenom-weite Assoziationsstudie, an dem der Direktor der Innsbruck Univ.-Klinik für Innere Medizin I Univ.-Prof. Dr. Herbert Tilg führend beteiligt war, wurde nun erstmals umfassend die Mikrobiota bei PatientInnen mit Darmkrebs, fortgeschrittenen Darmpolypen und gesunden Menschen untersucht. „Dabei hat sich gezeigt, dass die Mikrobiota bei der Entwicklung von Darmkrebs eine wichtige Rolle spielt und sich bei kranken Menschen stark von der gesunder Probandinnen und Probanden unterscheidet“, erklärt Univ.-Prof. Herbert Tilg. Bei den PatientInnen mit Darmkrebs waren bestimmte Schlüsselkeime zu wenig vorhanden, während andere aggressive Keime überhandgenommen haben. „Wir konnten auf diese Weise rund 12 Bakterienspezies eruieren, die mit Darmkrebs in Verbindung stehen. Gleichzeitig haben wir gesehen, dass bei den Betroffenen bestimmte Keime, wie beispielsweise Milchsäurebakterien, sogenannte Bifidobaktieren, vermindert sind.“ Die Studie ist bahnbrechend und stellt die erste grosse Untersuchung in dieser Richtung dar. Die Ergebnisse könnten helfen  neue Frühdiagnosemethoden für Darmkrebs zu entwickeln. „Ziel ist es, durch eine Stuhlprobe und Untersuchung der Zusammensetzung der Keime Risikofaktoren möglichst früh erkennen und behandeln zu können“, sagt der Experte.

Risikofaktoren evaluiert & neue Therapieansätze
Darüber hinaus wurden in der Arbeit Risikofaktoren für Darmkrebs evaluiert. „Auch diese Studie belegt, dass sich zu viel Konsum von rotem Fleisch negativ auf die Mikrobiota auswirkt“, erklärt Univ.-Prof. Tilg. Der Verzehr von Obst und Gemüse habe dagegen eine positive Wirkung. Durch eine gesunde Ernährung kann daher das Darmkrebsrisiko gesenkt werden. Die Erkenntnisse der aktuellen Studie könnten auch dazu dienen, neue Therapieansätze zu entwickeln. „Wenn wir wissen welche Keime für die Entstehung von Krebs verantwortlich sind, können wir versuchen, deren Ausbreitung zu verhindern“, nennt Prof. Tilg mögliche, neue Therapiestrategien.

Größte bisher durchgeführte metagenom-weiten Assoziationsstudie bei Darmkrebs
Die Forschungsarbeit ist in Zusammenarbeit mit Prim. Univ.-Prof. Christian Datz, Abteilungsleiter der Innere Medizin vom Krankenhaus Oberndorf und dem BGI-Zentrum (Beijing Genomics Institut) in Shenzhen (China) durchgeführt worden. Insgesamt wurden die Proben von 138 PatientInnen untersucht, damit ist die Untersuchung die größte bisher durchgeführten metagenom-weite Assoziationsstudie. Das BGI in Shenzhen zählt zu den weltweit renommiertesten und verfügt über die entsprechende Informatik-Infrastruktur um die gigantischen Datenmengen auszuwerten. Die große Anzahl von Mikroorganismen im Darm bilden ein Genom, das Mikrobiom. Dieses enthält um den Faktor 100 mehr Informationen, als das menschliche Genom. Erst die Entwicklung neuer Sequenzierungsmethoden (Next Generation Sequencing) hat in den letzten Jahren eine umfassende Untersuchung der Mikrobiota möglich gemacht.

Publikation:

“Gut microbiome development along the colorectal adenoma-carcinoma sequence.” (Nat Commun. 2015 Mar 11; 6:6528),
AutorInnen: Feng Q., Liang S., Jia H., Stadlmayr A., Tang L., Lan Z., Zhang D., Xia H., Xu X., Jie Z., Su L., Li X., Li X., Li J., Xiao L., Huber-Schönauer U., Niederseer D., Xu X., Al-Aama JY., Yang H., Wang J., Kristiansen K., Arumugam M., Tilg H., Datz C., Wang J.

(B. Hoffmann-Ammann)

Weitere Informationen:

- Innsbrucker Univ.-Klinik für Innere Medizin I