Orales Mikrobiom: Opportunistische Pathogene reduzieren – aber wie?

Newsletter Hamburger Expertenkreis – Ausgabe 3-2021

Orales Mikrobiom:
Opportunistische Pathogene reduzieren – aber wie?

Einige Bakterien im oralen Mikrobiom haben pathogenes Potenzial. Ihre Vermehrung sollte kontrolliert werden, sonst verursachen sie Erkrankungen, sowohl im Mund als auch systemisch. Einblicke in das Ökosystem Mundhöhle gibt Prof. Dr. rer. nat. Georg Conrads, Klinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und Präventive Zahnheilkunde der Uniklinik RWTH Aachen.

Die Mundhöhle ist ein spezielles Biotop: Zähne, Gingiva, Sulkus, Zunge, Wangen, Lippen und Gaumen bilden jeweils eigene Habitate, die mikrobiell unterschiedlich besiedelt sind. Das erklärt die hohe Diversität im oralen Mikrobiom von mehr als 700 Bakterienarten, die zudem eine enorme Dichte von 100 Millionen mikrobiellen Zellen pro ml Speichel oder mg Plaque erreichen können.1

Das orale Mikrobiom steht in engem Kontakt mit anderen Teilen des Gastrointestinaltrakts. Es prägt z. B. das bakterielle Spektrum der Mikrobiome im Ösophagus, Magen und Duodenum. Damit beeinflusst es die Pharmakodynamik und das individuelle Ansprechen auf Medikamente. Denn viele Wirkstoffe werden von duodenalen Bakterien metabolisiert; sie steuern entsprechend deren Bioverfügbarkeit, Wirkung und Toxizität.2

Orale Dysbiose – systemische Folgen

Die oralen Bakterien sind in Biofilmen organisiert. Bei gesunden Verhältnissen sind hauptsächlich grampositive, aerobe Spezies vertreten, deren Kommunikation untereinander und mit dem Immunsystem im Gleichgewicht ist; die Dicke des Biofilms und der Sauerstoffgehalt sind so reguliert, dass opportunistische Pathogene unter Kontrolle sind. Sie kommen in geringer Menge auch im normalen Biofilm vor, klinisch relevant werden sie aber erst bei einer gestörten Balance, die z. B. durch falsche Ernährung, mangelnde Mundhygiene, Stress, Rauchen oder nachlassende Immunkompetenz entsteht. Der Biofilm wird dann aggressiv, mobil und invasiv, die Produktion proinflammatorischer Zytokine steigt und es kommt zur Dysbiose mit veränderter Diversität und explosionsartiger Vermehrung proteolytischer Anaerobier.3

Diese Spezies verursachen nicht nur parodontale Krankheiten, sondern können auch in den Körper absteigen. Gut erforscht ist dies für Fusobacterium nucleatum. Der Keim ist mit circa 5 % essenzieller Bestandteil des gesunden oralen Biofilms, da er dort als Brückenbildner und Strukturgeber fungiert. Er bildet Adhesine, die Primärkolonisierer wie Streptokokken mit anderen Bakterien des Biofilms verbinden – darunter können auch Parodontitis verursachende Spezies wie Porphymonas gingivalis sein.4

Orales Bakterium triggert Darmkrebs

Fusobacterium nucleatum hat mehrere Optionen, die Mundhöhle zu verlassen. Beim Kauen könnte es durch das dünnlagige gingivale Saumepithel in den Blutstrom eintreten, und beim Schlucken kann es, versteckt im klebrigen oralen Biofilm, bis ins Kolon wandern und sich dort an das Epithel heften. Studien zufolge ist es im Bereich kolorektaler Karzinome stark angereichert. Offenbar aktiviert seine Bindung am Epithel die Zellproliferation und fördert die Entstehung von Polypen, den Vorstufen zum Karzinom. Zudem reduziert es antitumorale Immunantworten, indem es die Invasion natürlicher Killerzellen blockiert. Und es ist mit einem erhöhten Rezidivrisiko und der Entwicklung einer Chemoresistenz assoziiert. Welche Rolle es konkret bei der Tumorgenese spielt, ist noch nicht eindeutig; es könnte Auslöser, Verstärker oder Passagier sein.4

Antimikrobiell wirksame Probiotika

Eine Eradikation von Fusobacterium nucleatum aus dem oralen Biofilm ist unmöglich, doch kann seine Ausbreitung reduziert werden. Dafür ist neben antimikrobiellen Peptiden der Einsatz von Probiotika denkbar, die Bacteriocine, Alkaloide oder andere Substanzen bilden, die das Wachstum anaerober Pathogene hemmen. Ein solcher Kandidat ist Lactobacillus reuteri: Es produziert die antimikrobiell wirksame Verbindung Reuterin. In einer In-vitro-Studie hemmten Reuterin-produzierende Lactobacillen die Ausbreitung von Fusobacterium nucleatum und weiteren Pathogenen signifikant – aber nur, solange sie genügend Glycerol zur Verfügung hatten. Fehlte Glycerol, kam es dagegen zu einem Wachstumsschub von Fusobacterium nucleatum.5

Aktuelles

Save the Date: DGMIM Jahrestagung im September

Am 24.09.2021 veranstaltet die DGMIM ihre Jahrestagung – pandemiebedingt im Hybridformat. Das wissenschaftliche Programm bietet von 9 – 14 Uhr Vorträge zu aktuellen Aspekten der Mikrobiomforschung. Weitere Infos: www.dgmim.de

Mikrobiompräparat überzeugt

Ferring und das Ferring-Unternehmen Rebiotix haben auf der Digestive Disease Week vom 21. – 23. Mai 2021 positive Ergebnisse der PUNCH™ CD3-Studie
bekannt gegeben. Die klinische Studie der Phase 3 untersuchte die Effektivität des Mikrobiompräparats RBX2660 in der Prävention rekurrenter Clostridioides- difficile-Infektionen (rCDI) im Vergleich zu Placebo.

RBX2660 hat den klinischen Endpunkt der Studie erreicht und erwies sich 8 Wochen nach einmaliger Behandlung als signifikant überlegen gegenüber Placebo (70,4 % versus 58,1 %). Das Sicherheitsprofil von RBX2660 war vergleichbar mit dem von Placebo.

Damit ist RBX2660 das erste mikrobiombasierte Lebend-Biotherapeutikum, das bereits beim ersten Rezidiv einer CDI wirksam ist. Es ist ein Hoffnungsträger für Ärzte und Patienten, die Erkrankung künftig besser in den Griff zu bekommen. Das Präparat unterdrückt Rezidive, indem es ein breites Spektrum lebender Mikroorganismen in den infizierten Darm einbringt.

Die PUNCH™ CD3-Studie ist Teil des weltweit größten klinischen Entwicklungsprogramms für mikrobiombasierte Therapeutika. Es umfasst sechs Studien mit insgesamt mehr als 1.000 Patienten und läuft über einen Zeitraum von zehn Jahren.

 

 

Fazit für die Praxis

Die orale Gabe antimikrobiell wirksamer Probiotika könnte ein sanfter und effektiver Weg sein, die gesunde Symbiose im oralen Mikrobiom zu stärken. Forschende arbeiten daran, geeignete Stämme zu identifizieren.

Prof. Dr. rer. nat. Georg Conrads

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*BfArM: Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte

Literatur:
1 Dewhirst FE et al. J Bacteriol. 2010; 192(19): 5002-17.
2 Zimmermann M et al. Science. 2019; 363 (6427): eaat9931.
3 Liu B et al. PLOS ONE. 2012; 7(6): e37919.
4 Brennan CA, Garrett WS. Nat Rev Microbiol. 2019; 17(3): 156-166.
5 Jansen PM, Abdelbary MH, Conrads G. PLOS ONE. 2021; 16(3): e0248308.

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