Zigarettenrauch ist einer der bedeutendsten Risikofaktoren für chronische Atemwegserkrankungen, darunter die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und Lungenkrebs. Epidemiologische Daten weisen außerdem auf eine erhöhte Anfälligkeit von Rauchern für virale Infektionen hin, insbesondere für Influenza.
Jüngste Forschungen deuten darauf hin, dass Zigarettenrauch nicht nur das Lungengewebe schädigt und das Immunsystem beeinträchtigt, sondern auch die Zusammensetzung des oropharyngealen Mikrobioms stört. Unklar war bislang, welchen Einfluss diese ätiologischen Veränderungen auf den Verlauf von Virusinfektionen haben. Eine aktuelle Studie aus der Schweiz adressiert diese offene Frage und zeigt auf, wie ein durch Zigarettenrauch verändertes Mikrobiom die Schwere von Influenza-A-Virus-Infektionen verstärken kann. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift 'mSystems' veröffentlicht.
Experimentelle Analyse in einem Mausmodell
Um den Einfluss von Zigarettenrauch auf die oropharyngeale Mikrobiota zu untersuchen, setzten die Forschenden spezifisch-pathogenfreie (SOPF) Mäuse über einen Zeitraum von 5,5 Monaten entweder Zigarettenrauch (CS) oder Raumluft (RA) aus. Anschließend wurden keimfreie (germ-free, GF) Mäuse für einen Monat mit den CS- oder RA-exponierten Mäusen zusammengehalten, um die Mikrobiota durch Koprophagie zu übertragen.
Nach erfolgreicher Übertragung der Mikrobiota infizierte man die Empfängermäuse intranasal mit Influenza-A-Viren (H1N1). Der Krankheitsverlauf wurde anhand des Gewichtsverlusts dokumentiert. Zusätzlich analysierten die Forschenden die Zusammensetzung der Mikrobiota zu verschiedenen Zeitpunkten in den oberen und unteren Atemwegen sowie im Darm.
Verstärkter Grippeverlauf durch dysbiotische Mikrobiota
Die Analyse zeigte, dass Mäuse mit einer Zigarettenrauch-assoziierten Mikrobiota einen signifikant schwereren Grippeverlauf aufwiesen als die Kontrollgruppe. Dies äußerte sich durch einen stärkeren Gewichtsverlust während der Influenza-Infektion.
Darüber hinaus führte die Virusinfektion zu erheblichen Veränderungen in der Zusammensetzung der oropharyngealen Mikrobiota, die insbesondere am vierten und achten Tag nach der Infektion auffällig waren. Die Familie Streptococcaceae stellte hierbei den markantesten Unterschied zwischen den Rauch-exponierten und den Kontroll-Mäusen dar.
Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass die durch Zigarettenrauch veränderte Mikrobiota eine unabhängige Rolle bei der Verschärfung des Krankheitsverlaufs spielt – und zwar auch ohne direkte Rauch-Exposition.
Neue Perspektiven für therapeutische Ansätze bei Rauchern
Die vorliegende Studie konnte erstmals zeigen, dass die durch Zigarettenrauch verursachte Störung der oropharyngealen und intestinalen Mikrobiota den Verlauf einer Influenza-A-Virus-Infektion negativ beeinflusst. Diese Ergebnisse werfen ein neues Licht auf die Pathogenese von Virusinfektionen bei Rauchern. Markus Hilty, außerordentlicher Professor am Institut für Infektionskrankheiten der Universität Bern in der Schweiz und korrespondierender Studienautor, betont: „Es ist nicht nur das Rauchen an sich, das sich auf die Atemwegserkrankung auswirkt, vielmehr deuten unsere Daten darauf hin, dass die Mikrobiota von Rauchern auch die Atemwegserkrankung und/oder -infektion beeinflussen kann.“
Für die klinische Praxis bedeutet dies, dass bei der Behandlung von Rauchern nicht nur strukturierte Lungenschäden, sondern auch die Mikrobiota als potenzieller Risikofaktor berücksichtigt werden sollten. Diese Erkenntnis eröffnet neue Perspektiven für präventive und therapeutische Ansätze. Maßnahmen zur Wiederherstellung einer gesunden Mikrobiota, etwa durch Probiotika, könnten potenziell dazu beitragen, das Risiko schwerer Krankheitsverläufe bei Rauchern zu senken. Jedoch sind weitere Studien notwendig, um diese Hypothese zu überprüfen und gezielte Interventionsstrategien zu entwickeln.
