Bakterien im Speichel: Warnsignal für Plattenepithelkarzinome der Speiseröhre?

Wissenschaftler des Sydney Brenner Institute for Molecular Bioscience (SBIMB) an der Universität Witwatersrand (Südafrika) untersuchen, ob Bakterien im Speichel Hinweise auf Plattenepithelkarzinome der Speiseröhre geben können – bei geringem Kostenaufwand.

Prof. Christopher Mathew vom BIMB und seine Kollegen der Fakultät für Gesundheitswissenschaften der Universität Witwatersrand erklären: „Ein Merkmal dieser Krebsart ist das junge Alter vieler Patienten mit einem Durchschnittsalter von 50 Jahren. 18 Prozent der Patienten erkranken vor dem 40. Lebensjahr.“

Interessanterweise existiert ein geografischer Gürtel, in dem die Inzidenz des Plattenepithelkarzinoms der Speiseröhre hoch ist: Diese Region zieht sich durch Teile Chinas und des Irans sowie entlang der Ostküste Afrikas. Dazu gehören auch die südafrikanischen Provinzen Ostkap und KwaZulu-Natal, was für die Autoren der aktuellen Arbeit besonders interessant war.

„Dieses geografische Auftreten ist rätselhaft und könnte auf eine genetische Veranlagung, eine spezifische Umweltbelastung oder eine Kombination von Faktoren zurückzuführen sein, die die Forschung bisher noch nicht genau bestimmen konnte“, erläutert Dr. Wenlong Carl Chen, Forscher am SBIMB.

Chen und seine Kollegen haben anhand der Daten der Johannesburg Cancer Study gezeigt, dass Rauchen und starker Alkoholkonsum weiterhin wichtige Risikofaktoren darstellen, ebenso wie das Leben in ländlichen Gebieten, ein niedriger Bildungsstand und die Verwendung von Biomasse oder anderen Brennstoffen im Haushalt. „Dennoch erklären diese Faktoren nicht vollständig die Anzahl der Fälle, die geografische Häufung oder warum manche Patienten die Krankheit ohne diese offensichtlichen Risikofaktoren entwickeln.“

Speichel als Schlüsselfaktor

Eine kürzlich veröffentlichte Studie – eine Kooperation zwischen Chen und der Columbia University in New York (USA), die in „Communications Medicine“ publiziert wurde – könnte jedoch einen neuen Forschungsansatz eröffnen. „Wir haben deutliche Unterschiede zwischen den Bakterien im Speichel von Patienten mit Plattenepithelkarzinom der Speiseröhre und gesunden Kontrollpersonen festgestellt“, berichtet Chen. „Mithilfe der Genomsequenzierung der Bakterien und Maschinellem Lernen identifizierte das Team ein charakteristisches mikrobielles Muster, das mit der Krebserkrankung assoziiert ist.“ Das auf dem Mikrobiom basierende Modell schnitt besser ab als eines, das ausschließlich auf klinischen und demografischen Daten beruhte.

Mehrere Bakterienarten waren bei Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom der Speiseröhre häufiger anzutreffen. Dazu gehörte auch Fusobacterium nucleatum, ein Bakterium, das auch bei anderen Krebsarten eine Rolle spielt.

Chen warnt jedoch davor, die Bedeutung dieser Ergebnisse zu überbewerten. Die bakteriellen Veränderungen sind möglicherweise nicht die Ursache des Krebses. Sie könnten vielmehr eine Folge der Erkrankung sein, ähnlich wie bei der Verstopfung eines Spülbeckens, wo sich Ablagerungen bilden.

„Aber selbst das könnte nützlich sein. Eine Blockade der Speiseröhre entwickelt sich schleichend, oft bevor Patienten ins Krankenhaus kommen und nicht mehr richtig schlucken können. Wenn mikrobielle Veränderungen im Speichel Hinweise auf beginnende Veränderungen liefern können, könnten sie eines Tages helfen, Patienten zu identifizieren, die frühzeitig zur Endoskopie überwiesen werden müssen.“

Vom Hinweis zum Triage-Instrument

Ein Test auf Grundlage von Speichelproben oder Bukkalabstrichen würde die Endoskopie nicht ersetzen und ist noch kein Test zur Früherkennung von Speiseröhrenkrebs. Nach Validierung könnte er sich jedoch zu einem kostengünstigen Triage-Instrument für Risikogruppen entwickeln. Behandler könnten dann besser entscheiden, wer früher untersucht werden sollte.

Weltweit gab es im Jahr 2020 mehr als 600.000 Neuerkrankungen und über 540.000 Todesfälle durch Speiseröhrenkrebs, wobei die Last in Subsahara-Afrika besonders hoch war.

Bessere Fragen stellen

Das Plattenepithelkarzinom der Speiseröhre sei nach wie vor unzureichend erforscht, erklären die Wissenschaftler. Daher plädiert Chen für den nächsten Schritt: den Aufbau eines umfassenderen Forschungsprogramms, das Epidemiologie, Genomik, Mikrobiomforschung, Umweltexpositionsforschung und die Einbindung der Bevölkerung vereint.

Die Forschenden stellen sich nun zwei Fragen, die miteinander zusammenhängen. Erstens: Könnten manche Menschen genetische Unterschiede erben, die sie anfälliger für diese Krebsart machen? Und zweitens: Könnten die Tumore selbst Hinweise darauf liefern, welchen Belastungen die Patienten vor ihrer Erkrankung ausgesetzt waren?

Eine Möglichkeit, nach diesen Hinweisen zu suchen, besteht darin, Mutationssignaturen im Tumor zu untersuchen. Haben eine bestimmte chemische Substanz, ein Schadstoff, eine Exposition gegenüber Zigarettenrauch, eine Wasserverunreinigung oder ein anderer lokaler Umweltfaktor die DNA im Laufe der Zeit geschädigt, kann dies eine Spur im Tumorgenom hinterlassen. Anhand dieser können Schlussfolgerungen im Hinblick auf mögliche Ursachen gezogen werden.

Chen betont jedoch, dass es sich bei den gerade veröffentlichten Beobachtungen um eine frühe Phase der Forschungsarbeit handelt. Das Modell wurde zwar intern validiert, muss aber noch in externen Kohorten überprüft werden. Mikrobielle Muster können je nach geografischer Lage, Ernährung, Umwelt und Bevölkerungsgruppe variieren. Daher funktioniert ein in einem bestimmten Umfeld entwickeltes Modell möglicherweise nicht automatisch in einem anderen.

„Dies ist eine entscheidende Forschungsarbeit, die wichtiges Grundlagenwissen geschaffen hat – Wissen, das uns den nächsten Schritt ermöglichen und uns hoffentlich langfristig bis in die klinische Anwendung führen wird“, erklärt Prof. Michèle Ramsay, Direktorin des SBIMB.

Der nächste Schritt besteht in der Aufnahme neuer Kohorten. Dazu gehören bestätigte Fälle von Plattenepithelkarzinomen der Speiseröhre, Personen mit gutartigen Erkrankungen des Ösophagus – die ebenfalls Schluckbeschwerden verursachen können – sowie gesunde Kontrollpersonen aus der Allgemeinbevölkerung.

Dies, so hoffen die Forschenden, werde ihnen helfen zu klären, ob das Signal im Speichel zwischen einer Krebserkrankung und einer nicht krebsbedingten Verengung unterscheiden kann, oder ob es eher als allgemeineres Warnsignal dafür zu verstehen ist, dass in der Speiseröhre etwas Ungewöhnliches vor sich geht.