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Chronisch-entzünd­liche Darm­er­krank­ungen: Stuhlanalyse könnte Ansprechen auf Anti-TNF-Therapie vorhersagen

Mittwoch, 24. Juli 2019

/WunderBild, stock.adobe.com

Kiel – Die Analyse der Stoffwechselprodukte von Darmbakterien in einer Stuhlprobe könnte künftig Auskunft darüber geben, ob bei Patienten mit chronisch-entzündlichen Darm­er­krank­ungen (CED) wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa eine Behandlung mit einem TNF-Hemmer anschlagen wird.

Patienten mit geringen Aussichten auf ein Therapieansprechen würde dies im optima­len Fall viel Aufwand und mögliche Nebenwirkungen ersparen. Zu diesem Ergebnis kommen Kieler Wissenschaftler in einer Studie, die nun in Gastroenterology veröffent­licht wurde (2019; doi: 10.1053/j.gastro.2019.07.025).

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Die Arbeitsgruppe der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und des Universitäts­kli­nikums Schleswig-Holstein in Kiel konnte zeigen, dass sich das Darmmikrobiom von Patienten, die auf TNF-Hemmer ansprechen, hinsichtlich seines Stoffwechsels vom Darmmikrobiom von Patienten, bei denen TNF-Hemmer unwirksam sind, unterschei­det.

Antikörper gegen den Tumornekrosefaktor (TNF) sind eine etablierte Therapie bei CED. Allerdings schlagen TNF-Hemmer nicht bei allen Patienten an. Eine bessere Vorhersage, wer von den Medikamenten – die mit schweren Infektionen assoziiert sein können – profitiert und wer nicht, wäre für Behandelnde und Betroffene gleicher­maßen ein Fortschritt.

Erstautor Konrad Aden vom Institut für klinische Molekularbiologie der Christian-Al­brechts-Universität zu Kiel und seine Kollegen untersuchten prospektiv zwei Kohorten aus Deutschland. Eine Kohorte umfasste 12 CED-Patienten, 17 Patienten mit Rheuma und 19 gesunde Kontrollen.

Zu Studienbeginn sowie 2, 6 und 30 Wochen nach Beginn einer Anti-TNF-Therapie wur­den Stuhlproben genommen. Die andere Kohorte, die zur Validierung der Ergeb­nisse diente, bestand aus 23 CED-Patienten – behandelt mit einem TNF-Hemmer oder Vedolizumab – und 99 gesunden Kontrollen. Bei ihnen wurden zu Studienbeginn sowie nach 2, 6 und 14 Wochen Stuhlproben genommen.

Die Anti-TNF-Therapie veränderte die Diversität des Mikrobioms der Patienten mit CED – aber nicht der Rheumapatienten – in Richtung des Mikrobioms der gesunden Kontrollen. „Anders als gehofft konnten wie anhand dieser Veränderung aber keine Rückschlüsse auf das Therapieansprechen der Patienten ziehen“, berichtete Aden in einer Pressemitteilung. Ein signifikanter Diversitätsunterschied zwischen CED-Patien­ten, die auf die Anti-TNF-Therapie ansprachen und solchen, bei denen die Therapie nicht zur klinischen Remission führte, waren nicht zu beobachten.

Seniorautor Philip Rosenstiel, Direktor des Instituts für klinische Molekularbiologie (IKMB) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel sieht einen möglichen Grund hierfür in den derzeitigen Analysemethoden von Mikrobiomdaten: „Es wird gefragt, welche Bakterien vorhanden sind und nicht, was diese Bakterien machen, zum Beispiel wel­che Stoffe sie produzieren.“

Computersimulation bringt Unterschiede zutage

Der Frage nach den von den Bakterien gebildeten Stoffwechselprodukten gingen die Kieler Forscher deshalb als nächstes mithilfe einer Computersimulation nach. „Wir ha­ben am Computer den Nährstoffaustausch von Bakterien untereinander simuliert und darauf basierend berechnet, welche Stoffwechselendprodukte durch das Mikrobiom im Darm produziert werden“, erläuterte Koautor Christoph Kaleta, Leiter der Arbeits­gruppe Medizinische Systembiologie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel.

Dabei stellte sich heraus, dass Patienten, bei denen die Anti-TNF-Therapie die CED-Symptome erfolgreich bekämpft, schon vor Therapiebeginn einen völlig anderen Stoff­austausch im Mikrobiom aufweisen als Patienten, bei denen die Therapie nicht wirkt.

„Der Metabolitenaustausch war in Stuhlproben von CED-Patienten zur Baseline signi­fikant reduziert – und mit der späteren klinischen Remission assoziiert“, schreiben die Wissenschaftler. Bei den Patienten, die auf die Therapie ansprechen, produzierten die Darmbakterien unter anderem mehr kurzkettige Fettsäuren, welche eine bekannte schützende Wirkung auf Darmzellen ausüben.

Die Autoren schließen aus ihren Ergebnissen, dass die „Untersuchung der metaboli­schen Profile von Stuhlproben genutzt werden könnten, um CED-Patienten zu identifi­zieren, die mit hoher Wahrscheinlichkeit mit einer Anti-TNF-Therapie klinische Remis­sion erreichen werden“. © nec/aerzteblatt.de

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