Darmmikrobiom in lebenswichtige Funktionen involviert
Allogene Stammzelltransplantationen (allogenic hematopoietic stem cell transplantation, allo-HSCT) können für Patienten mit Leukämien, Lymphomen oder anderen schweren Erkrankungen lebensrettend sein. Vorbereitende Behandlungen mit Antibiotika und Chemotherapeutika sowie Ernährungsumstellungen führen jedoch häufig zu Komplikationen.
So wird unter anderem das Darmmikrobiom geschädigt, das in zahlreiche, der Gesunderhaltung des Körpers dienende Funktionen eingebunden ist, z.B. der Abwehr infektiöser Krankheiten und der Aufnahme lebenswichtiger Nahrungsbestandteile.
Für Erwachsene ist ein Zusammenhang zwischen der Diversität des Darmmikrobioms und dem Überleben nach einer Stammzelltransplantation gezeigt worden. Weitere Studien zeigten eine Assoziation zwischen der Anreicherung bestimmter Bakterienstämme und der Mortalität. So korrelierte eine Enterococcus-Expansion mit einer höheren Mortalität aufgrund einer akuten graft-versus-host disease (aGvHD) und erhöhte Blautia-Mengen waren mit einer reduzierten aGvHD-Letalität verbunden. Ob auch bei Kindern ein Zusammenhang zwischen der Diversität des Darmmikrobioms und dem Erfolg einer Stammzelltransplantation besteht, war bisher nicht bekannt.
Hohe versus niedrige Diversität
Eine Forschungsgruppe der Universität Bologna, Italien, untersuchte in einer multizentrischen Studie Stuhlproben von 90 Kindern [1]. Die Stuhlproben wurden zwischen 2013 und 2020 an drei Studienorten in Italien und einem Studienort in Polen genommen, und zwar mindestens einmal vor und während der allogenen Stammzelltransplantation. Entsprechend der Zusammensetzung des Darmmikrobioms wurden die Patienten jeweils in eine Gruppe mit hoher und eine Gruppe mit niedriger Diversität stratifiziert.
Zum Zeitpunkt der Stammzelltherapie waren die Patienten im Median 9 Jahre alt (59% männlich). Mehr als die Hälfte der Patienten wurde wegen einer akuten Leukämie behandelt. Die restlichen Kinder hatten anderen Blutkrebs oder nicht-maligne hämatologische Störungen. Die mediane Nachbeobachtungszeit betrug 52 Monate.
Besseres Gesamtüberleben und weniger Komplikationen
Das adjustierte geschätzte Gesamtüberleben nach 52 Monaten war mit 88,9% ± 5,7 (standard error [SE]) bei Patienten, die vor der Stammzelltransplantation eine höhere Diversität des Mikrobioms aufwiesen, signifikant besser als bei den entsprechenden Patienten mit niedrigerer Diversität (62,7% ± 8,2 [SE]; p=0,011). Eine akute GvHD (Grad II-IV) trat seltener bei den Patienten mit hoher Diversität auf, als bei Patienten mit niedriger Diversität (20,0% vs.44,4%; p=0,017)). Besonders markant war der Unterschied bei schwerer aGvHD vom Grad III-IV (2,2% vs. 20,0%; p=0,007).
Der beobachtete Zusammenhang zwischen einer hohen Diversität des Mikrobioms und verbessertem Überleben war an allen Studienorten vergleichbar und somit unabhängig von der Erkrankung oder dem Behandlungsort. Unklar ist bislang, wie das Mikrobiom den Erfolg der Stammzelltherapie beeinflusst.
Für die Gruppe mit hoher Diversität war eine Anreicherung potenziell gesundheitsfördernder Bakterienstämme wie Ruminococcaceae und Oscillospiraceae charakteristisch. In der Gruppe mit niedriger Diversität waren dagegen vor allem Enterococcaceae und Enterobacteriaceae angereichert. Netzwerkanalysen zeigten, dass kurzkettige Fettsäuren produzierende Bakterien wie Blautia, Faecalibacterium, Roseburia und Bacteroides Hauptvertreter der hochdiversen Gruppe sind, während Enterococcus, Escherichia-Shigella und Enterobacter die Hauptvertreter der niederdiversen Gruppe darstellten.
Limitationen
Limitationen der Studie waren unter anderem die relativ geringe Anzahl an eingeschlossenen Kindern und die unterschiedlichen Behandlungsmethoden. Auch die große Altersspanne zwischen den Studienteilnehmern (vom Baby bis zum Teenager) ist möglicherweise limitierend, wie Erstautor Riccardo Masetti vom Department of Pediatric Oncology and Hematology der Universität Bologna betonte, denn die Rolle des Mikrobioms ändere sich mit dem Alter [2].
Fazit
Erstmalig wurde bei Kindern, die eine allogene Stammzelltransplantation erhielten, ein Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung des Darmmikrobioms vor der Transplantation und dem Überleben gezeigt. Das ist nicht nur von prognostischer Bedeutung. Maßnahmen zur Verbesserung der Diversität des Mikrobioms (z.B. Prä-, Pro- und Post-Biotika) könnten zukünftig helfen, dass mehr Kinder überleben, so Masetti.
