Studie erforscht Mikrobiom bei Krebs

© Bernhard Jandl

Während Bakterien seit vielen Jahren im Zentrum der Mikrobiomforschung stehen, sind Archaeen bislang kaum untersucht. Eine internationale Studie der MedUni Graz untersuchte nun die Rolle dieser Mikroorganismen bei Darmkrebs.  

 Archaeen sind einzellige Mikroorganismen, die – ähnlich wie Bakterien – Teil des menschlichen Darmmikrobioms sind, sich jedoch grundlegend in Zellaufbau, Stoffwechsel und genetischer Ausstattung unterscheiden. Im Darm sind sie vor allem für die Methanproduktion verantwortlich und spielen eine wichtige Rolle im mikrobiellen Stoffwechselgleichgewicht. „Archaeen gelten seit Langem als harmlose Mitbewohner des Darms“, erklärt Christine Moissl-Eichinger von der Medizinischen Universität Graz. „Unsere Ergebnisse zeigen nun, dass sie funktionell deutlich stärker auch in negative mikrobielle Prozesse eingebunden sind als bisher angenommen.“ 

Die Studie wurde von einem internationalen Forschungskonsortium unter der Leitung der Medizinischen Universität Graz durchgeführt und kombiniert eine Metaanalyse klinischer Datensätze mit computergestützter Stoffwechselmodellierung, Laborexperimenten und moderner Metabolomik. Die Forscher:innen analysierten knapp 3.000 metagenomische Proben aus 19 klinischen Studien und zwölf Ländern. Berücksichtigt wurden unter anderem Darmkrebs, chronisch-entzündliche Darmerkrankungen, Typ-2-Diabetes sowie neurologische Erkrankungen. Dabei zeigte sich, dass Veränderungen in archaeellen Gemeinschaften krankheitsspezifisch und teils sehr unterschiedlich ausfallen. 

Wichtig ist dabei: Die Studie liefert keine Hinweise darauf, dass Archaeen Krebs verursachen. Vielmehr deuten die Daten darauf hin, dass sich das mikrobielle Netzwerk im Darm im Verlauf der Erkrankung verändert – und Archaeen Teil dieser Anpassungsprozessesind. Besonders deutlich zeigte sich ein vermehrtes Auftreten des Archaeons Methanobrevibacter smithii bei Patient:innen mit kolorektalem Karzinom. Dieses nutzt Stoffwechselprodukte anderer Darmbakterien, insbesondere Wasserstoff und Kohlendioxid, zur Methanbildung und unterstützt so indirekt bakterielle Gärungsprozesse. „Unsere Experimente zeigen, dass Archaeen das Wachstum bestimmter mit Krebs assoziierten Bakterien beeinflussen können – ohne selbst krankmachend zu sein,“ erklärt Co-Autor Alexander Mahnert.  

Mittels moderner Analyseverfahren identifizierte das Team um Tobias Madl zahlreiche Stoffwechselprodukte in gemeinsamen Kulturen. Darunter befanden sich sowohl Stoffe, die mit tumorassoziierten Prozessen in Verbindung stehen, als auch Substanzen mit potenziell tumorhemmenden Eigenschaften. Einige dieser bioaktiven Moleküle konnten direkt den Archaeen zugeordnet werden konnten.  

Die Arbeit unterstreicht damit die Bedeutung von Archaeen als bislang unterschätzte Akteure im Darmmikrobiom, betonte die MedUni Graz. In Zukunft könnten Archaeen stärker in den Fokus von Therapien zur Prävention von Dickdarmkrebs rücken. (tab) 

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