Nichtinvasive Diagnose von Chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen

In jüngster Zeit weist eine wachsende Zahl von wissenschaftlichen Publikationen auf eine veränderte Zusammensetzung des Darmmikrobioms und der Stoffwechselwege bei Patienten mit CED hin.

So wurde in verschiedenen Arbeiten berichtet, dass die Prävalenz proinflammatorischer Bakterien, darunter adhärent-invasive Escherichia coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae und toxigene Bacteroides fragilis, erhöht ist, während Faecalibacterium prausnitzii, Roseburia inulinivorans, Ruminococcus torques und andere kurzkettige Fettsäuren produzierende Bakterien im Stuhl von Patienten bei CED vermindert sind. Präklinische Studien zeigten, dass einige dieser Bakterienarten eine Rolle bei abnormen Immunreaktionen und der Entwicklung von Darmentzündungen spielen. Die Rolle von Mikrobiom-Biomarkern bei der Diagnose von CED ist derzeit jedoch noch wenig erforscht.

Wissenschaftler haben nun einen mikrobiombasierten Diagnosetest für CED entwickelt. Durch die Nutzung metagenomischer Daten von 5979 Stuhlproben von Patienten mit und ohne CED aus verschiedenen Regionen und Ethnien identifizierten sie Mikrobiota-Veränderungen bei CED und wählten 10 bzw. 9 Bakterienarten für die Konstruktion diagnostischer Modelle für Colitis ulcerosa bzw. Morbus Crohn aus. Diese Diagnosemodelle erreichten AUC-Werte >0,90 für die Unterscheidung von CED und Kontrollen in der Entdeckungskohorte und zeigten auch in transethnischen Validierungskohorten aus 8 Populationen eine zufriedenstellende Leistung.

Darüber hinaus entwickelten die Forschenden einen Multiplex-Test mit digitaler Tröpfchen-Polymerase-Kettenreaktion, der auf ausgewählte CED-assoziierte Bakterienarten abzielt. Modelle, die auf diesem Test basierten, zeigten eine numerisch höhere Leistung als fäkales Calprotectin, um C. ulcerosa und M. Crohn von Kontrollen zu unterscheiden.

Fazit
Dem Forscherteam gelang es, veränderte Signaturen des Darmmikrobioms und der Stoffwechselwege aufzudecken, die mit C. ulcerosa und M. Crohn assoziiert sind. Die gezielte PCR-basierte Quantifizierung von Bakterienarten, die mit Metagenomics-Daten aus verschiedenen Populationen übereinstimmt, könnte nun als Grundlage für nichtinvasive diagnostische Tests dienen. (bi)

Autoren: Zheng J et al.
Korrespondenz: Siew C. Ng; [email protected]
Studie: Noninvasive, microbiome-based diagnosis of inflammatory bowel disease
Quelle: Nat Med 2024;30(12):3555–3567.
Web: https://doi.org/10.1038/s41591-024-03280-4