Tumorsuppressive Rolle von Lactobacillus gallinarum bei kolorektalen Karzinomen: Schutz durch Produktion protektiver Metabolite

HONGKONG (Biermann) – Forschende der University of Hongkong, China, haben mithilfe fäkaler Shotgun-Metagenomsequenzierung festgestellt, dass bei KRK-Patienten deutlich reduzierte Mengen an ­Lactobacillus gallinarum vorliegen. Es sollte daher untersucht werden, ob L. gallinarum bei der kolorek­talen Tumorentstehung eine potenziell antitumorale Rolle spielt.

Die mögliche tumorsuppressive Wirkung von L. gallinarum wurde in KRK-Mausmodellen überprüft. Zudem wurden KRK-Zell-Linien und Organoide, die von KRK-Patien­ten stammten, mit L.-galli­narum– oder Escherichia-coli-MG1655-Kultur­­überständen kultiviert, um Zellproliferation, Apoptose und Zellzyklusverteilung zu analysieren. Die Forscher sequenzierten weiterhin die 16S-ribosomale DNA der Darmmikrobiota und identifizierten die von L. gallinarum produzierten Antitumormoleküle durch Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) sowie zusätzliche gezielte Massenspektrometrie.

L. gallinarum reduzierte die Anzahl und Größe von Darmtumoren im Vergleich zu E. coli MG1655 und phosphatgepufferter Kochsalzlösung sowohl bei männlichen als auch bei weiblichen Mäusen in Modellen der Darmtumorgenese ­signifikant. Die Erstellung von mikro­biellen Profilen im Stuhl zeigte eine Anreicherung von Probiotika und eine Reduktion pathogener Bakterien bei den mit L. gallinarum behandelten Mäusen.

Die Kultivierung von KRK-Zellen mit L. gallinarum-Kulturüberständen (5, 10 und 20 %) unterdrückte konzentrationsabhängig die Zell­proliferation und Koloniebildung. Die Überstände förderten darüber hinaus signifikant die Apoptose in KRK-Zellen und in KRK-Organoiden, jedoch nicht in normalen Dickdarmepithelzellen. Lediglich ein einziger L.-gallinarum-Kulturüberstand mit einer Fraktionsgröße von <3 kDa unterdrückte die Proliferation in KRK-Zellen nachweislich.

Mittels LC-MS/MS wurde abschließend eine Anreicherung von Indol-3-Milchsäure (ILA) sowohl im L.-gallinarum-Kultur­überstand als auch im Darm von mit L. gallinarum behandelten Mäusen festgestellt. Dabei wirkte ILA in vitro wachstumshemmend auf die KRK-Zellen und hemmte auch in vivo die Darmtumorentstehung.

Damit schützt L. gallinarum vor der Entstehung von Darmtumoren, indem es protektive Metaboliten produziert, die die Apoptose von Darmkrebszellen fördern. (je)

Autoren: Sugimura N et al.
Korrespondenz: Jun Yu; [email protected]
Studie: Lactobacillus gallinarum modulates the gut microbiota and produces anti-cancer metabolites to protect against colorectal tumourigenesis
Quelle: Gut 2022;71(10):2011–2021.
doi: 10.1136/gutjnl-2020-323951