Aktuelle Trends aus der Mikrobiomforschung - frisch aus Berlin
Scientific Summary Microbiome Discovery and Development Congress June 7th-8th2018, Berlin
MyMicrobiome war Anfang Juni in Berlin. Wir haben viele interessante Vorträge zum Stand der Mikrobiomentwicklung in verschiedenen Forschungsbereichen gehört, die ich hier für euch zusammenfasse.
Ein Hauptthema war die Stuhltransplantation (FMT), vertreten durch drei verschiedene Firmen (Finch Therapeutics, MAAT Pharma und Enterobiotix). Ein weiteres Hauptthema war das Hautmikrobiom, vertreten durch L'Oréal, Sbiomedic und Origimm. Es gab einen sehr interessanten Vortrag über das vaginale Mikrobiom von Osel Inc. und weitere spannende Themen wie Immunregulation, regulatorische Fragen und analytische Methoden, die mit dem Mikrobiom zusammenhängen.
FMT - fäkale Mikrobiota-Transplantation
Fäkale Mikrobiota-Transplantation, kurz FMT, ist eine Therapie gegen Dysbiose, insbesondere gegen C. difficile-Infektion, und wird immer beliebter. FMT hat sich als Therapie für C. difficile-Infektion mit 90% Wirksamkeit bewährt. Dennoch besteht Unsicherheit darüber, wie FMT reguliert werden soll.
Obwohl FMT sehr gut funktioniert, kann Stuhltransplantation auch gefährlich sein, wenn die Probe vor der Transplantation nicht ausreichend untersucht wurde. Es gibt aber einige Institutionen und Wissenschaftler, die dafür sorgen, dass Stuhltransplantationen (soweit es geht) sauber sind. Es gibt zum Beispiel die Stuhldatenbank OpenBiome mit mehr als 30.000 Stuhlproben, welche bisher analysiert und an Ärzte und Wissenschaftler vergeben wurden.
Einige Firmen wagen sich an die schwierige Aufgabe, FMT in einer Art zu sammeln und aufzubereiten, die sicher ist und bestimmte Kriterien erfüllt, so dass eine Zulassung durch die Gesundheitsbehörden möglich wird.
MAAT Pharma hat als erste Firma in Europa eine ‚good manufacturing practice‘ (GMP)-Produktion für FMT auf die Beine gestellt. Sie sammeln Stuhlproben von verschiedenen Spendern und erhöhen damit die mikrobielle Diversität des Produkts. Die Qualitätskriterien des Endproduktes sind bakterielle Diversität und Reinheit (frei von pathogenen Keimen). Da Krebstherapien das Mikrobiom sehr stark beinträchtigen, entwickelt MAAT Pharma Produkte für die Wiederherstellung des Mikrobioms bei der Krebstherapie.
Eine Firma aus den USA, Finch Therapeutics, hat eine FMT Kapsel zur Behandlung von C. difficile Infektionen entwickelt. Dabei hat Finch Zugriff auf die OpenBiome Datenbank, mit mehr als 35.000 behandelten C. difficile Patienten und einer Heilungsrate von 90%.
Eine weitere Firma in Europa welche FMT herstellt ist Enterobiotix in England. Diese arbeiten an einer Darreichungsform, welche einfach und regelmäßig anwendbar ist. Außerdem ist das Ziel von Enterobiotix, das Mikrobiom von gesunden Menschen zu konservieren so dass diese bei späteren Problemen, z. B. nach Antibiotikagabe, das Mikrobiom mit den eigenen Mikroben wiederherstellen können.
Ein interessanter Artikel zum Thema FMT: https://www.sciencenews.org/blog/scicurious/fecal-transplants-regulation
Insgesamt ist FMT eine sehr erfolgreiche Therapie für verschiedene Probleme im Darm. Wir haben Glück, dass es Unternehmen gibt, die FMT auf das nächste Level bringen und diese Therapie für die Menschen, die sie benötigen, zugänglich machen.
Über das Hautmikrobiom
L'Oréal fand heraus, dass die Hautmikrobenvielfalt im Alter zunimmt und der Anteil von Cutibacterium acnes abnimmt. Dies ist ein sehr interessantes Ergebnis, da bisher das Paradigma gilt: je höher die bakterielle Diversität, umso besser!
Es scheint, dass C. acnes ein Schlüsselbakterium während der Hautalterung ist. Nach der Menopause sondert die gealterte Haut weniger Talg ab, der Nährstoff für C. acnes ist. Diese Abnahme der Talgproduktion korreliert bei älteren Menschen auch mit trockener Haut.
Sbiomedic sagt ebenfalls, dass nicht nur die mikrobielle Diversität der Haut, sondern die richtige Balance zwischen den richtigen Bakterien der Schlüssel zu einer gesunden Haut ist. Sbiomedic fokussiert sich auf Akne vulgaris und fand heraus, dass sich der Hauptkommensale der Haut Cutibacterium acnes auf Akne Haut und auf gesunder Haut unterschiedlich verhält. Genetisch sind diese Bakterien identisch, aber eine bestimmte chemische Verbindung des Talgs wird bei Akne im Vergleich zu gesunder Haut anders verstoffwechselt. Der Metabolit, den C. acnes auf Akne-Haut bildet, löst einen Teufelskreis höherer Talgproduktion der Haut aus, wodurch Pickel entstehen und die schlechten C. acnes Bakterien weiter ernährt werden...
Sbiomedic arbeitet an klinischen Studien, in denen sie die schlechten durch die guten C. acnes Bakterien ersetzen. Erste Ergebnisse schienen erfolgreich zu sein!
Vaginales Mikrobiom
Osel Inc. hielt einen sehr interessanten Vortrag über das vaginale Mikrobiom. Im Gegensatz zu den meisten anderen Mikrobiomen geht eine hohe Diversität des vaginalen Mikrobioms mit einer gestörten Mikroflora einher. Das vaginale Mikrobiom ist sehr spezialisiert, die gesunde Mikroflora ist dominiert von Lactobazillen. Besonders das Bakterium Lactobacillus crispatus scheint das wichtigste Bakterium zu sein und ist weltweit bei Frauen am meisten verbreitet.
L. crispatus produziert Milchsäure, um den pH-Wert niedrig zu halten, und besonders viel H2O2, um schädliche Mikroben zu bekämpfen. Eine verringerte Menge an L. crispatus korreliert mit einem höheren Risiko für HIV-Infektionen, bakterielle Vaginose, Harnwegsinfektionen und sogar Unfruchtbarkeit! Auch Frühgeburten können mit einer Vermehrung von L. crispatus verhindert werden. Natürlich hat Osel Inc. ein Produkt mit L. crispatus-Kulturen entwickelt, das derzeit verschiedenen klinischen Studien unterzogen wird (Bakterielle Vaginose, Harnwegsinfektionen und In-vitro-Fertilisation). Wir freuen uns auf die Ergebnisse der klinischen Studien!
Mikrobiom-Analyse: 16S-rRNA vs. Metabolomik
Einige Präsentationen handelten von grundsätzlichen Problemen, mit denen wir bei der Analyse des Mikrobioms konfrontiert sind. Im Moment ist die schnellste und einfachste Art der Analyse die 16S-rRNA-Analyse, die einen Teil der bakteriellen RNA-Translationsmaschine (Ribosom) betrachtet. Diese Analyse ergibt in den meisten Fällen nur das Gattungsniveau, aber nicht das Artenniveau (z. B. finden wir die Gattung Lactobacillus, aber nicht die Art Lactobacillus crispatus).
Das Artenniveau kann mit der vollständigen Genomsequenzierung (Metagenomik) gefunden werden, was viel zeitaufwendiger und teurer ist. Aber nicht nur das, einige Bakterien könnten in deinem Mikrobiom vorhanden sein, aber sie sind nicht aktiv ... also müsste man sich die Stoffwechselaktivität des Bakteriums anschauen. Diese Art der Analyse nennt sich Metabolomik und analysiert die Produkte (Metaboliten) deines Mikrobioms und nicht die Bakterien selbst.
Ein großer Vorteil der Metabolomik ist die Tatsache, dass wir nicht unbedingt spezifische Bakterien in unserem Mikrobiom brauchen, sondern spezifische Funktionen der Bakterien in unserem Mikrobiom, die Metabolomik schaut sich diese Funktionen an! Metagenomik und Metabolomik werden langfristig zu den Standardanalysemethoden des Mikrobioms werden.
