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JOURNAL ONKOLOGIE – Artikel

16. September 2020
Seite 1/4
Die Rolle des Mikrobioms beim Kolonkarzinom

A. Neuner, C. Schulz, Medizinische Klinik und Poliklinik 2, LMU-Klinikum, Ludwig-Maximilians-Universität München.

Mittlerweile erlauben neue molekularbiologische Techniken detailliertere Einblicke in das humane Mikrobiom, als dies durch konventionelle kulturelle Techniken bisher möglich war. Hierdurch konnten in den vergangenen Jahren zahlreiche Assoziationen zwischen klinischen Phänotypen und mikrobiellen Signaturen beschrieben werden. Auch für das kolorektale Karzinom (CRC) und präkanzeröse Veränderungen der Dickdarmmukosa wird ein Einfluss des intestinalen Mikrobioms auf die Krankheitsentstehung und den Krankheitsverlauf diskutiert. Zudem konnte für andere Tumorentitäten gezeigt werden, dass bestimmte Mikrobiomsignaturen mit dem Ansprechen auf onkologische Therapien assoziiert sind. Ebenso ist der Stellenwert der Mikrobiomdiagnostik für die (Früh-)Erkennung maligner Erkrankungen Inhalt wissenschaftlicher Untersuchungen. Unter dem Begriff „oncobiomics“ werden Forschungsarbeiten zum Einfluss des Mikrobioms auf die Karzinogenese zusammengefasst. Der folgende Artikel soll den derzeitigen Kenntnisstand über die Rolle des Mikrobioms in der Pathogenese, der Diagnostik und der Therapie kolorektaler Karzinome und ihrer Vorstufen zusammenfassen.
Die Intensivierung der wissenschaftlichen Auseinandersetzung mit der Gesamtheit aller mit dem menschlichen Organismus koexistierenden Mikroorganismen, umgangssprachlich als Mikrobiom zusammengefasst, hat einerseits sowohl neue Aspekte möglicher Zusammenhänge zwischen der mikrobiellen Kolonisation und der Entstehung von Krankheiten sowie andererseits eine mögliche Implikation zur Anwendbarkeit in Diagnostik und Evaluation des Therapieerfolgs aufgezeigt.

Neben neurodegenerativen und Stoffwechsel-Erkrankungen stehen insbesondere onkologische Erkrankungen im Fokus der Wissenschaft. Allein dem Konzept der Koch´schen Postulate folgend, nach denen ein Pathogen eine definierte Erkrankung auslöst und dessen Eradikation folglich die Erkrankung heilen und ihre Komplikationen verhindern kann, sind jährlich über 2 Millionen Tumorerkrankungen weltweit auf eine infektiöse Genese zurückzuführen (1). Unter den gastrointestinalen Malignomen sind das Analkarzinom, das Magenkarzinom und das hepatozelluläre Karzinom häufig mit einer Infektion mit definierten viralen oder bakteriellen Pathogenen assoziiert. Auch für das CRC wurde die Annahme verfolgt, dass einzelne Komponenten des Mikrobioms an der Entstehung (prä-)kanzeröser Veränderungen beteiligt sind.

Die Mehrzahl der bisher veröffentlichten Arbeiten fokussierte sich dabei auf Analysen des fäkalen Bakterioms; ferner wurden Arbeiten mit Analysen des mukosalen Bakterioms vorgelegt. Dennoch konnte bisher keine allgemeingültige Definition eines „gesunden Mikrobioms“ – auch nicht unter Verwendung molekularbiologischer Methoden – erfolgen. Lediglich größere interindividuelle Unterschiede zwischen verschiedenen Menschen (2) oder intraindividuelle Veränderungen (in Abhängigkeit der Analyse von Zeitpunkt, Nahrungszufuhr und Antibiotikatherapien) lassen signifikante pathologische Veränderungen im Sinne einer „Dysbiose“ definieren/postulieren.

Generell entwickelt sich das intestinale Mikrobiom bereits ab dem Zeitpunkt der Geburt und unterliegt während des gesamten Lebens dauerhaften Veränderungen. Bekannte relevante Einflussfaktoren neben der Ernährung sind pharmakologische Interventionen, der genetische Hintergrund des Wirtes, Komorbiditäten, Alter sowie der Stoffwechsel. Im unteren Gastrointestinaltrakt sind 3 dominante bakterielle Phyla nachweisbar: Firmicuten, Bacteroidetes und Actinobacteriae (3). Diesen werden relevante Funktionen für die Entwicklung des Immunsystems und die Aufrechterhaltung von metabolischen Funktionen zugeschrieben (4-7).

Der Einfluss des humanen Mikrobioms auf die kolorektale Karzinogenese

Dem intestinalen Mikrobiom werden zahlreiche Funktionen für die Aufrechterhaltung von Gesundheit und die Entstehung von Krankheiten zugeschrieben.

Während im Falle von Helicobacter-pylori-Infektionen direkte Interaktionen des Bakteriums mit dem Host als relevante Treiberfaktoren für die gastrale Karzinogenese beschrieben sind, konnte der Pathogenese des CRC hingegen bisher kein solches Konzept einer „Infektions-Präkanzerose-Sequenz“ durch definierte pathogene Keime zugrundegelegt werden. In großen Fall-Kontroll-Studien konnte gezeigt werden, dass durch wiederholte antibiotische Therapien ausgelöste Dysbiosen zu einem erhöhten Risiko für die Entstehung von Karzinomen des Gastrointestinaltrakts und anderer Lokalisationen führen (8, 9). Aufgrund des einfachen Zugangswegs und der hohen Prävalenz präkanzeröser und kanzeröser Läsionen liegt eine große Anzahl von Studien zum Einfluss des intestinalen Mikrobioms auf die kolorektale Karzinogenese vor. Derzeit wird die Theorie sog. Driver-Bakterien für die Karzinogenese favorisiert.
 
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