Eine neue Studie zeigt, dass unerwünschte Wirkungen bei der Stammzelltransplantation seltener auftreten, wenn bestimmte Mikroben im Darm des Patienten vorhanden sind. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, synthetisch bessere Bedingungen zu schaffen und sicherere Ergebnisse zu gewährleisten.
Stammzelltransplantationen können zur Heilung vieler hämatologischer Erkrankungen, wie Leukämie, Myelom und Lymphom, beitragen, bei denen das Knochenmark geschädigt ist und keine gesunden Blutzellen mehr produzieren kann.
Sie sind jedoch mit erheblichen Risiken verbunden, wie der Graft-versus-Host-Reaktion (GvHD) und der transplantationsbedingten Mortalität (TRM).
Die GvHD kann nach einer Stammzelltransplantation auftreten, wenn in einigen Fällen die Stammzellen des Spenders, das Transplantat, gesunde Zellen des Patienten angreifen, typischerweise in der Haut, im Darm oder in der Leber.
Sie betrifft bis zu 30 Prozent der Patienten und kann schwerwiegend sein. In einigen Fällen sprechen die Patienten auf Steroide an. In vielen anderen Fällen sind sie jedoch behandlungsresistent, was die Überlebenschancen verringert und die Sterblichkeitsrate auf bis zu 50 Prozent ansteigen lässt.
Einige frühere Studien haben gezeigt, dass die Wahrscheinlichkeit, eine GvHD zu entwickeln, mit dem Mikrobiom des Empfängers zusammenhängt. Dabei handelt es sich um die Gemeinschaft von Bakterien, Pilzen und Viren, die sich im Darm des Patienten befindet.
„Es gibt ein großes Interesse am Mikrobiom, weil einige wegweisende Studien eine Korrelation zwischen dem Mikrobiom und den Ergebnissen der Stammzelltransplantation gezeigt haben“, sagte Erik Thiele Orberg von der TUM (Technische Universität München) gegenüber Euractiv.
„Wir haben die Mechanismen, die diesem Effekt zugrunde liegen, nicht verstanden“, erklärte er.
Zusammen mit einem Team von Forschern der TUM und des Universitätsklinikums Regensburg (UKR) hat Thiele Orberg in einer Studie versucht, einige der Wissenslücken zu schließen.
Ihm zufolge werden diese Erkenntnisse dazu beitragen, Personen zu identifizieren, bei denen das Risiko für solche unerwünschten Reaktionen während einer Stammzelltransplantation besteht.
In der Studie analysierten die Forscher Stuhlproben einer Patientengruppe, die sich einer Stammzelltransplantation unterzogen. Sie konnten bestätigen, dass Patienten mit einer größeren bakteriellen Vielfalt bessere Ergebnisse erzielten, einschließlich einer geringeren Sterblichkeit, einer geringeren transplantationsbedingten Sterblichkeit und weniger Rückfällen.
Ihr Ziel war es, Metaboliten, das heißt Substanzen, die von Darmbakterien während des Stoffwechsels produziert werden, zu identifizieren, die die Immunreaktionen von Patienten, die sich einer Stammzelltransplantation unterziehen, beeinflussen könnten. Außerdem sollte das Mikrobiom ermittelt werden, das zu ihrer Produktion beiträgt.
Thiele Orberg erklärte, dass sie herausfinden konnten, welche Konsortien von schützenden Bakterien, Bakteriophagen und Metaboliten in hohem Maße mit positiven Resultaten assoziiert sind. Zudem stellten sie fest, welche nützlich sind, um ihren eigenen Mangel bei Patienten zu identifizieren, der ein Risiko für die Entwicklung von GVHD und transplantationsbedingter Sterblichkeit darstellt.
Neue Möglichkeiten für künftige Verfahren
Der nächste Schritt der Forscher besteht darin, herauszufinden, wie diese nützliche Landschaft im Darm des Empfängers erzeugt werden kann.
Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass es möglich sein könnte, synthetische Bakterienkonsortien zur Produktion der in der Studie identifizierten schützenden Metaboliten einzusetzen, um die Ergebnisse der Transplantationen zu verbessern.
Thiele Orberg fügte hinzu, dass all diese neuen Daten auch zur Verbesserung anderer bereits etablierter Verfahren genutzt werden könnten, wie der fäkalen Mikrobiota-Transplantation (FMT). Dabei handelt es sich um die Transplantation von Fäkalien eines Spenders in den Darmtrakt eines Empfängers, um dessen Mikrobiom zu verändern.
„Sie wird derzeit in mehreren fortgeschrittenen klinischen Studien erforscht, aber wir haben immer noch die gleichen brennenden Fragen auf diesem Gebiet, nämlich was einen Spender zu einem guten Spender [für FMT] macht und warum einige Patienten darauf ansprechen und andere nicht“, erklärte er.
Eine der aktuellen Hypothesen, die durch erste Pilotexperimente gestützt wird, ist, dass die Patienten, die auf die FMT ansprechen, in der Lage sind, ihre Metabolitenproduktion nach dem Eingriff wieder in Gang zu bringen.
Auf der Grundlage dieser neuen Erkenntnisse erklärte Thiele Orberg, dass ein künftiges Standardverfahren zur Gewährleistung besserer Behandlungserfolge folgendermaßen aussehen könnte:
Ein Patient, der sich einer Stammzelltransplantation unterzieht, würde kontinuierlich mithilfe des immunmodulatorischen Metabolit-Risikoindexes untersucht. Sobald ein Patient als Risikopatient eingestuft wird, könnte er prophylaktisch mit Metabolit-Cocktails oder Präzisions-FMT-Produkten von Spendern behandelt werden, die zuvor auf eine robuste Metabolit-Produktion überprüft wurden.
All diese Entdeckungen eröffnen neue Forschungswege nicht nur für die Stammzelltransplantation, sondern auch für neue Mikrobiomstudien bei anderen Zelltherapien.
[Bearbeitet von Zoran Radosavljevic]