Früher Kontakt mit Mikrobiota begrenzt Darmkrebsrisiko im Erwachsenenalter

Die Exposition gegenüber Mikrobiota in den frühen Lebensphasen spielt eine entscheidende Rolle bei der Schaffung optimaler Bedingungen im Darm, die die Entwicklung von Darmkrebs im Erwachsenenalter hemmen. Das geht aus einer Studie von Wissenschaftlern der Georgia State University hervor.

Das Forscherteam untersuchte an Mäusen, wie die Exposition gegenüber Mikrobiota in utero und in den Wochen nach der Geburt zur Entwicklung von Colitis-assoziiertem Krebs im späteren Leben beitrug. Bisher seien die Auswirkungen einer vorgeburtlichen und einer frühen postnatalen mikrobiellen Exposition auf die Gesundheit und die Outcomes von Erwachsenen relativ begrenzt untersucht worden, erklären die Wissenschaftler.

„Unsere Schlussfolgerung ist, dass Mikrobiota im frühen Lebensalter eine wichtige Rolle bei der Regulierung der richtigen Immunreaktionen spielen, die die Entwicklung von Darmkrebs bei Mäusen wirksam einschränken“, sagt Dr. Tim Denning, Hauptautor der Studie und Professor am Institute for Biomedical Sciences an der Georgia State University. „Wenn Sie die Mikrobiota früh im Leben verändert haben oder wenn, wie in diesem Fall, eine Exposition gegenüber Mikrobiota im frühen Leben fehlt, kann dies für die Entwicklung von Darmkrebs und möglicherweise anderer Krebsarten prädisponieren.“

„Man nimmt schon seit geraumer Zeit an, dass die Mikrobiota eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Krebs und anderen Krankheiten spielen können. Die Mehrzahl dieser Studien wurde jedoch bei Erwachsenen durchgeführt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass ein entscheidender Zeitpunkt für die Exposition gegenüber Mikrobiota und deren Metaboliten möglicherweise sehr früh im Leben liegt. Wie halten das für logisch, weil es während der Entwicklung – ob in utero oder früh postnatal – so viele Veränderungen gibt, dass der Beitrag der Mikrobiota sehr einflussreich sein kann. Das ist das Neue an diesem Ergebnis.“

Studien haben gezeigt, dass Darmmikrobiota die normale Körperfunktion und ein stabiles Wirts-Immunsystem fördern. Allerdings wurden entsprechende Forschungen an erwachsenen Mäusen und Menschen durchgeführt, da Mikrobiota in utero oder bei Neugeborenen nur schwer untersucht werden können.

Für die aktuelle Studie wurden zwei Gruppen von Mäusen miteinander verglichen. Die erste Gruppe bestand aus Mäusen, die von keimfreien Müttern abstammten und unter keimfreien Bedingungen (also keine Exposition gegenüber Bakterien von der Mutter oder in der Umgebung außerhalb der Gebärmutter) bis zur Entwöhnung aufwuchsen. Dann wurden sie in normale Bedingungen überführt und normalen Mikrobiota ausgesetzt. Die zweite Gruppe bestand aus Mäusen, die von normalen Müttern geboren und dann unter normalen Bedingungen – mit Mikrobiota – aufgezogen wurden. Im Alter von sechs Wochen wurde bei allen Mäusen Dickdarmkrebs induziert.

„Wir fanden bemerkenswerte Unterschiede”, sagt Denning. „Die ehemals keimfreien Mäuse hatten viel größere Tumoren im Dickdarm.” Die Studie ergab, dass das Fehlen von Mikrobiota im frühen Leben zu einer verstärkten proinflammatorischen Genexpression und einer Anhäufung von Immunzellen führte, die als myeloide Suppressorzellen bezeichnet werden. Diese Zellen unterdrücken andere Immunzellen, die dazu beitragen können, Tumoren zu begrenzen oder abzutöten.

„Wenn ein Tumor beginnt sich zu entwickeln, möchten man, dass das Immunsystem diesen als anomal erkennt und versucht, ihn zu stoppen“, erklärt Denning. „Wenn es perfekt funktioniert, wird der Tumor abgetötet. Aber der Tumor kann beginnen, einige dieser Immunzellen zu seinem eigenen Vorteil zu nutzen. Ein wichtiges Beispiel dafür sind myeloide Suppressorzellen. Sie sammeln sich im Tumor an und unterdrücken neue, ankommende Immunzellen, die versuchen, den Tumor abzutöten. Dadurch kann der Tumor größer werden und es können mehr Tumoren wachsen. Dies ist eine der Folgen des Fehlens von Mikrobiota im frühen Leben. Um dies zu demonstrieren, blockierten wir einen bestimmten Signalweg, der dazu beiträgt myeloide Suppressorzellen zu rekrutieren. Wir waren so in der Lage, die erhöhte Größe und Anzahl von Tumoren in ehemals keimfreien Mäusen vollständig umkehren.“

Obwohl Menschen nicht keimfrei ist, könnten diese Ergebnisse Aufschluss darüber geben, wie die Zusammensetzung des Mikrobioms bei Müttern und deren Kindern viele Entzündungsgene und die Anfälligkeit für Krankheiten, einschließlich Krebs, später im Leben steuern kann. Ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Mikrobiota und anderen Faktoren zu einem sehr frühen Zeitpunkt im Leben könnte zu Lösungen für die Therapie führen, zum Beispiel zur Manipulation bestimmter Signalwege.