FMT: Präzisere Therapie durch genaueren Blick ins Mikrobiom

Clostridioides difficile ist ein Erreger, der häufig bereits gestörte Darmmikrobiota besiedelt. Der Fäkale Mikrobiomtransfer (FMT) wird als erfolgreiche Behandlung für rezidivierende C.-difficile-Infektionen (rCDI) angesehen.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie haben Forscher des Brigham and Women’s Hospital (Boston, USA) untersucht, wie die Dynamik von Bakterienspezies den Erfolg der FMT bei der Behandlung von rCDI beeinflussen kann. In „Nature Communications“ präsentiert das Team einen Algorithmus zur Entwicklung personalisierter probiotischer „Cocktails“ für Patienten mit einem gestörten Darmmikrobiom aufgrund von rCDI.

„Das Entwerfen eines probiotischen Cocktails ist eine Herausforderung“, sagte Dr. Yang-Yu Liu, Assistenzprofessor am Department of Medicine am Brigham. „Alle Spezies in einem solchen Cocktail interagieren innerhalb eines komplizierten Netzwerkes. Wenn wir uns eine Spezies ansehen, die das Wachstum von C. difficile direkt hemmt, müssen wir auch sicherstellen, dass sie das Wachstum von C. difficile nicht indirekt durch Wechselwirkungen mit anderen Spezies im Cocktail fördert.“

Es sei gezeigt worden, so berichten die Forscher, dass eine FMT etwa 80 Prozent der rCDI-Fälle heilt, die nicht auf Antibiotika ansprechen.
Die Forscher modellierten zunächst eine mikrobielle Gemeinschaft und simulierten den FMT-Prozess zur Behandlung von rCDI. Als nächstes berechneten sie, wie effektiv FMT bei der Wiederherstellung der gesunden Darmmikrobiota des Empfängers sein würde. Das Team analysierte dann reale Daten aus einem Mausmodell und von menschlichen Patienten, um die Modellierung zu validieren.

Das theoretische Modell half dem Team vorherzusagen, welche Faktoren die Wirksamkeit einer FMT bestimmen. Sie stellten fest, dass die FMT-Wirksamkeit mit zunehmender Vielfalt des Darmmikrobioms der infizierten Person abnimmt. Das Team entwickelte auch einen Optimierungsalgorithmus, um einen individuellen probiotischen Cocktail zu entwickeln, der Personen mit rCDI hilft. Der Algorithmus basiert auf der ökologischen Vorgabe, einen Cocktail mit einer minimalen Anzahl von Bakterienspezies zu schaffen, dabei aber das komplizierte ökologische Netzwerk dieser Spezies zu berücksichtigten. Die personalisierten probiotischen Cocktails enthalten Spezies, die C. difficile wirksam blockieren und Patienten mit rCDI verabreicht werden können, um deren Darmmikrobiom wiederherzustellen.

„Wir haben jetzt ein ökologisches Verständnis der FMT – warum sie funktioniert und warum es bei rCDI manchmal fehlschlägt“, sagt Liu. „Wir können nun damit weitermachen, die Wirksamkeit der FMT besser verstehen zu lernen und wie wir sie zur Behandlung anderer Erkrankungen einsetzen können, die mit einem gestörten Darmmikrobiom verbunden sind, wie chronisch-entzündliche Darmerkrankungen, Autismus und Adipositas.“