Mausmodell zur Vorbereitung auf Koloskopie: Darmreinigung stört Mikrobiom, fördert Infektionen

Präklinische Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Darmvorbereitung vor einer Koloskopie vorübergehend die Darmmikrobiota aus dem Gleichgewicht bringen könnte. Das habe bei Patienten mit Chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen Folgen, die bisher nicht ausreichend erforscht worden sind, urteilen die Verfasser einer aktuellen Arbeit.

Die Autoren der im Journal „Cell Reports Medicine“ veröffentlichten Studie bedienten sich eines Mausmodells, in dem sie eine vorbereitende Darmreinigung simulierten. Nach dieser Prozedur war festzustellen, dass das Darmmikrobiom der Tiere gestört war. In der Folge waren die Mäuse anfälliger für Infektionen und eine Entzündung.

Seniorautorin Dr. Carolina Tropini ist Professorin in der Abteilung für Mikrobiologie und Immunologie und an der School of Biomedical Engineering an der University of British Columbia (Kanada). Sie betont: „Die Koloskopie spielt eine entscheidende Rolle bei der Diagnose und Behandlung gastrointestinaler Pathologien, darunter auch Krebserkrankungen. Es ist daher wichtig zu betonen, dass wir niemanden von der Darmreinigung vor der Koloskopie abschrecken wollen. Wir möchten aber in weiteren Untersuchungen an Menschen herausfinden, ob es bei bestimmten Patienten Situationen gibt, in denen diese Prozeduren das Risiko für eine akute Verschlechterung erhöhen.“

Ziel: Die Darmvorbereitung für CED-Patienten sicherer machen

Die Ergebnisse der Studie könnten laut deren Autoren zu Strategien führen, die Koloskopien für Patienten mit Chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) sicherer machen. In vorherigen Arbeiten hatte Tropinis Arbeitsgruppe mit dem Labor von Dr. Sidhartha Sinha an der Stanford University (USA) zusammengearbeitet. Sie stellte dabei fest, dass CED-Patienten mit höherer Wahrscheinlichkeit in den Wochen vor der Darmvorbereitung entzündungshemmende Steroide erhalten. Ein Phänomen, auf das die Autoren in diesem Zusammenhang hinwiesen, sind CED-Rezidive nach der Intervention.

In der neuen Studie verabreichten die Forschenden Versuchstieren eine Polyethylenglykol-Lösung (PEG) – der aktiven Substanz in Laxanzien in Präparaten zur Darmvorbereitung. Die PEG-Exposition löste bei den Mäusen Diarrhoe aus. Dies führt zu einer vorübergehenden Ausdünnung der schützenden Mukosa. Auch nützliche Darmbakterien gingen dabei verloren. Zudem, so berichten die Wissenschaftler, kam es durch die Diarrhoe zu einer Senkung des Gehaltes von kurzkettigen Fettsäuren im Darm.

Abwehr von Pathogenen nach PEG-Einsatz geschwächt

Zwar erholten sich die Mäuse rasch und konnten nach nur wenigen Tagen schon wieder als gesund bezeichnet werden. Allerdings schien die Darmreinigung ein Zeitfenster zu schaffen, in dem die Pathogenabwehr im Darm geschwächt war. Zur weiteren Untersuchung verabreichten Tropini et al. einem Teil der Tiere die PEG-Lösung, dem anderen Teil lediglich Wasser. Dann setzten sie die so präparierten Mäuse dem Bakterium Salmonella Typhimurium aus. Das Ergebnis: In der mit Wasser behandelten Versuchstiergruppe gab es keine Anzeichen einer S.-Typhimurium-Infektion. In der PEG-exponierten Gruppe hingegen gedieh das Bakterium im Darm und breitete sich bis in die Lymphknoten, die Milz und die Leber aus.

Exposition gegenüber Proben menschlicher CED-Patienten

Anschließend untersuchte das Team, wie Krankheitserreger die besonderen Bedingungen der Darmvorbereitung nutzen könnten, um sich im Kontext von CEDs zu vermehren. Bei von diesen Erkrankungen betroffenen Patienten sind Pathobionten im Darmmikrobiom häufig. Um das Szenario einer Darmspiegelung kurz nach einer Entzündungsphase zu simulieren, besiedelten die Forscher Mäuse mit Darmmikrobenproben von zwei Patienten mit Colitis ulcerosa. Sie behandelten die Tiere mit einer entzündungsfördernden Substanz und führten anschließend bei einem Teil der Mäuse die Darmvorbereitung durch.

Während sich die Kontrollgruppe schnell von der entzündungsfördernden Exposition erholte, nahmen in der Gruppe mit aktiver Darmvorbereitung Entzündungsaktivität und Veränderungen im Magen-Darm-Gewebe kurzfristig zu. In dieser Gruppe waren zudem höhere Konzentrationen von CED-assoziierten Pathobionten in Organen außerhalb des Darms nachweisbar, die mit einer Verstärkung der Entzündung in Verbindung gebracht werden.

Nächster Schritt: Einbeziehung von Patienteninformationen

Nach Ansicht der Forschenden rechtfertigen ihre Ergebnisse klinische Studien zu den Nachteilen einer Darmvorbereitung für Risikopatienten. Das Team hat nun eine Zusammenarbeit mit dem Labor von Dr. Genelle Lunken am Children’s Hospital Research Institute der Universität British Columbia (Kanada) gestartet. Ziel dieses Projektes ist es, Informationen aus der Befragung von Personen zu sammeln, die sich einer Koloskopie unterziehen. So will man fundiertere Daten dazu sammeln, wie wahrscheinlich eine Verstärkung von CED-Symptomen nach einer solchen Intervention ist.

Sollten sich die Erkenntnisse aus dem Mausmodell beim Menschen bestätigen, „können wir unser Modell nutzen, um die Darmvorbereitung für Menschen mit CEDs sicherer zu gestalten“, erklärt Tropini. Beispielsweise könnten eine Anpassung der Zusammensetzung entsprechender Präparate oder die gleichzeitige Gabe nützlicher Darmbakterien, kurzkettiger Fettsäuren oder die Schleimhaut schützender Substanzen Nebenwirkungen mindern und so sichere und effektive Koloskopien ermöglichen.