Allererster Mykobiom-Atlas beschreibt Assoziationen zwischen Krebs und Pilzen

Ein internationales Team von Wissenschaftlern, das von Forschenden der University of California San Diego School of Medicine mitgeleitet wurde, hat den ersten Pan-Krebs-Mykobiom-Atlas erstellt – eine Übersicht über 35 Krebsarten und die damit verbundenen Pilze – und gestern in “Cell” publiziert.

Krebszellen und Mikroben haben eine lange und dauerhafte Verbindung. Beide haben sich in den Ökosystemen des menschlichen Körpers gemeinsam entwickelt und sind oft auf dieselben Ressourcen angewiesen. Der Wettbewerb um diese Ressourcen beeinträchtigt häufig die Replikation und das Überleben von Krebszellen, Mikroben und dem menschlichen Wirt.

Der Zusammenhang zwischen Krebs und einzelnen Mikroben wird seit langem im Einzelfall untersucht. Aber in letzter Zeit konzentriert sich viel Aufmerksamkeit auf das gesamte menschliche Mikrobiom, insbesondere auf den Darm, wo es mehr – und vielfältigere – Gemeinschaften von Bakterien, Viren und Pilzen gibt als irgendwo sonst im oder am menschlichen Körper.

Die Rolle und der Einfluss krebsassoziierter Pilze sind jedoch weitgehend unerforscht und unbekannt. Pilze sind kompliziertere Organismen als Viren und Bakterien. Sie sind Eukaryoten – Organismen mit Zellen, die Zellkerne enthalten. Ihre Zellen sind tierischen Zellen viel ähnlicher als Bakterien oder Viren.

„Die Existenz von Pilzen bei den meisten menschlichen Krebsarten ist sowohl überraschend als auch zu erwarten“, sagte Dr. Rob Knight, Professor in den Abteilungen für Pädiatrie an der UC San Diego School of Medicine und Bioengineering and Computer Science an der UC San Diego Jacobs School of Engineering, Wolfe Family Stiftungslehrstuhl für Mikrobiomforschung am Rady Children’s Hospital-San Diego. Zudem ist er Mitbegründer von Micronoma, einem in San Diego ansässigen Unternehmen, das mikrobielle Biomarker in Blut und Gewebe zur Diagnose und Behandlung von Krebs entwickelt.

„Es ist überraschend, weil wir nicht wissen, wie Pilze quer durch den gesamten Körper in Tumore gelangen können. Aber es wird auch erwartet, weil es zum Muster gesunder Mikrobiome im ganzen Körper passt, einschließlich Darm, Mund und Haut, wo Bakterien und Pilze als Teil einer komplexen Gemeinschaft interagieren.“

Auf dem menschlichen Körper vorkommende Pilze gibt es in zwei Haupttypen: Umweltpilze wie Hefen und Schimmelpilze, die im Allgemeinen für die meisten gesunden Menschen nicht schädlich sind, und kommensale Pilze, die auf oder im menschlichen Körper leben und harmlos sein können, wobei sie einen Nutzen bieten, wie die Verbesserung der Darmgesundheit, oder zu Krankheiten wie Hefeinfektionen oder Lebererkrankungen beitragen können. Pilze spielen auch eine Rolle bei der Gestaltung der Immunität des Wirts, zum Besseren oder Schlechteren, die bei immungeschwächten Personen, einschließlich Krebspatienten, eine große Rolle spielt.

Die neue Studie charakterisiert das Krebs-Mykobiom – Pilze, die mit Krebs in Verbindung stehen – in 17.401 Gewebe-, Blut- und Plasmaproben von Patienten bei 35 Krebsarten in vier unabhängigen Kohorten. Die Forscher fanden Pilz-DNA und -Zellen in geringen Mengen bei vielen großen menschlichen Krebsarten, mit Unterschieden in der Zusammensetzung der Gemeinschaft, die sich je nach Krebsart unterschieden.

„Die Feststellung, dass Pilze häufig in menschlichen Tumoren vorkommen, sollte uns dazu anregen, ihre potenziellen Auswirkungen besser zu erforschen und fast alles, was wir über Krebs wissen, durch eine ‚Mikrobiom-Linse‘ erneut zu untersuchen“, sagte Co-Autor Dr. Ravid Straussman, ein Principal Investigator am Weizmann Institute of Science.

Analysen, die Pilzgemeinschaften mit passenden Bakteriomen (die bakterielle Komponente des Mikrobioms) und Immunomen (Gene und Proteine, die das Immunsystem bilden) verglichen, zeigten, dass die Assoziationen zwischen ihnen oft eher „permissiv“ als konkurrierend waren.

Beispielsweise wurde festgestellt, dass eine Pilzart in Brustkrebstumoren von Patientinnen über 50 Jahren angereichert war, während eine andere Art besonders häufig in Lungenkrebsproben vorkam. Die Forschenden sagten, es gebe signifikante Korrelationen zwischen spezifischen Pilzen und Alter, Tumorsubtypen, Raucherstatus, Ansprechen auf Immuntherapie und Maßen für das Überleben. Ob die Pilze einfach korreliert oder kausal assoziiert sind, bleibt zu klären.

„Diese Ergebnisse bestätigen die Ansicht, dass das Mikrobiom in seiner Gesamtheit ein Schlüsselelement der Krebsbiologie ist“, sagte Co-Autor Dr. Gregory Sepich-Poore, Mitbegründer und Chief Analytics Officer bei Micronoma, „und kann bedeutende Translationsmöglichkeiten bieten, nicht nur in der Krebserkennung, sondern auch in anderen biotechnologischen Anwendungen im Zusammenhang mit der Arzneimittelentwicklung, der Krebsentwicklung, der minimalen Resterkrankung, Rezidiven und der Begleitdiagnostik.“