Darmmikrobiom zeigt Komplikationen nach akuter Pankreatitis an

Langzeitkomplikationen nach einer akuten Pankreatitis gehen mit frühzeitigen Veränderungen des Darmmikrobioms der Patienten einher. Basierend auf diesen Daten entwickelten Göttinger Forschende ein Modell, das mögliche Komplikationen vorhersagen kann.

Die mikrobielle Zusammensetzung des Darms, das sogenannte Darmmikrobiom, kann die Langzeitkomplikationen nach einer schweren akuten Bauchspeicheldrüsenentzündung vorhersagen. Das impliziert eine europaweite Studie unter Leitung der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), deren Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Gut“ veröffentlicht wurden.

Akute Pankreatitis häufig mit Folgen

Mikroorganismen und ihre Stoffwechselprodukte beeinflussen verschiedene Prozesse und Funktionen sowie Entzündungs- und Immunregulationsprozesse im menschlichen Körper. Die schwere akute Bauchspeicheldrüsenentzündung (Pankreatitis) ist eine lebensbedrohliche Erkrankung, die eine hochspezialisierte fachübergreifende Behandlung erfordert. Sie wird häufig durch Gallensteine oder erhöhten Alkoholkonsum ausgelöst.

Es ist bekannt, dass Patienten nach einer akuten Pankreatitis in den Folgejahren häufig Komplikationen entwickeln. Dazu zählen eine chronische Pankreatitis, eine wiederkehrende akute Pankreatitis, ein Diabetes mellitus, Bauchspeicheldrüsenkrebs oder eine exokrine Pankreasinsuffizienz. Bei letzterer werden nicht genügend Verdauungsenzyme produziert, um Nährstoffe, insbesondere Fette, im Darm richtig aufzuspalten und zu verdauen.

Computergestütztes Modell basiert auf Mikrobiom- und Patientendaten

Die Forschenden der UMG entwickelten deshalb ein computergestütztes Modell basierend auf den Mikrobiomdaten von 277 Patientinnen und Patienten mit akuter Pankreatitis. Das Darmmikrobiom wurde bei der Krankenhausaufnahme innerhalb von 72 Stunden anhand von Mund- und Rektalabstrichen analysiert. In das Modell eingespeist wurden neben der bakteriellen Zusammensetzung des Darmmikrobioms bei Krankenhausaufnahme auch die aufgetretenen Komplikationen innerhalb von drei Jahren nach der Entlassung. Verschiedene Störfaktoren, die das Mikrobiom beeinflussen, wurden in die Untersuchungen einbezogen, darunter Alter, Geschlecht, Nikotinkonsum und die Einnahme von Antibiotika.

„Die mikrobielle Zusammensetzung der Proben wurde anhand der DNA mithilfe der Oxford-Nanoporen-Sequenzierung bestimmt. Diese Methode erlaubt es, lange DNA-Fragmente der Bakterien vollständig zu analysieren und anschließend mit Hilfe bioinformatischer Methoden, die Bakterien bis auf Artenebene genau zu identifizieren“, erklärt Dr. Christoph Ammer-Herrmenau, Erstautor der Studie und Assistenzarzt in der Klinik für Gastroenterologie, gastrointestinalen Onkologie und Endokrinologie.

Frühe Veränderungen deuten auf Komplikationen hin

Die Ergebnisse zeigen, dass frühe Veränderungen im Darmmikrobiom eindeutig mit späteren Komplikationen in Verbindung stehen. Bei Patienten, die beispielsweise einen Diabetes mellitus entwickelten, wurden elf Bakterienspezies identifiziert, die bei Krankenhausaufnahme vermehrt im Darm vorkamen. Bei den anderen Komplikationen wurden jeweils andere bakterielle Zusammensetzungen bei Aufnahme beobachtet.

„Unsere Ergebnisse zeigen eine hochsignifikante Veränderung des Darmmikrobioms bei Patientinnen, die später eine wiederkehrende akute Pankreatitis oder einen Diabetes mellitus entwickelten oder sogar verstarben. Somit kann die mikrobielle Zusammensetzung des Darms den Verlauf von Langzeitkomplikationen frühzeitig anzeigen. Die Muster der Stoffwechselwege, die wir mithilfe bioinformatischer Vorhersagemodelle identifizieren konnten, liefern erste Hinweise darauf, dass Mikrobiom-induzierte Stoffwechselwege möglicherweise zu klinischen Langzeitkomplikationen beitragen“, so Ammer-Herrmenau.

Förderung für schnelle Umsetzung in die Klinik

Diese neuen Erkenntnisse werden nun in einer Folgestudie weiter vertieft. „Wir untersuchen diese vielversprechenden Ergebnisse derzeit in einer weltweiten Studie zusammen mit unseren nationalen und internationalen Partnern auf drei Kontinenten, um die neuen Erkenntnisse so schnell wie möglich in neue Behandlungs- und Überwachungsstrategien für unsere Patientinnen umzusetzen“, sagt Forschungsgruppenleiter Prof. Albrecht Neeße, Letztautor der Studie und geschäftsführender Oberarzt in der Klinik für Gastroenterologie, gastrointestinalen Onkologie und Endokrinologie der UMG.

Die Folgestudie ist auf drei Jahre ausgelegt und wird von der Else Kröner-Fresenius-Stiftung mit mehr als 400.000 Euro gefördert. Durch diese Unterstützung könnten so weltweit Mikrobiomproben von 700 Patientinnen und Patienten gesammelt und analysiert werden, ergänzt Prof. Volker Ellenrieder, Direktor der Klinik für Gastroenterologie, gastrointestinale Onkologie und Endokrinologie der UMG. (mkl/BIERMANN)

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