Fachthema

Darmmikrobiom

Jetzt kommen die Viren

Jatros, 13.02.2020

Bericht:
Reno Barth
Quelle:
United European Gastroenterology (UEG) Week 2019, 19.–23. Oktober, Barcelona

Gastroenterologie | Infektiologie | Rheumatologie

Die in den letzten Jahren intensiv betriebene Erforschung des Darmmikrobioms ist mit einem häufig übersehenen Elefanten im Raum konfrontiert: Viren. Eine Gruppe an der Humanitas-Universität in Mailand erforscht die Rolle des Darm-Viroms in der Entstehung chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen und erhielt dafür den mit 100 000 Euro dotierten Research Prize der UEG.

Die gegenwärtig rasant voranschreitende Erforschung des Darmmikrobioms wurde erst durch die Technologie des Next Generation Sequencing inklusive Metagenomics und Metataxonomics ermöglicht, die es erlaubt, statt der klassischen Speziesbestimmung durch Anzüchten von Bakterien eine genetische Momentaufnahme des gesamten Mikrobioms zu erstellen. Prof. Dr. Silvio Danese von der Humanitas-Universität in Mailand weist jedoch auf einen blinden Fleck dieser Techniken hin: Sie bleibt auf die Sequenzierung von DNA beschränkt und übersieht damit Mikroorganismen, die auf RNA basieren – wie zum Beispiel RNA-Viren. Die neue Technik der Metatranscriptomics geht über die DNA-Sequenzierung hinaus und erlaubt die Analyse der RNA-Zusammensetzung. „Das bedeutet mit anderen Worten, dass wir mit dieser Technik einen Blick auf die Viren werfen können“, erklärt Danese.
Damit werden die Dinge nicht einfacher. Denn das Virom im Darm dürfte das bakterielle Mikrobiom an Komplexität noch einmal deutlich übersteigen und könnte, so Danese, eine fundamentale Rolle für die Darmfunktion spielen. Hinweise in diese Richtung kommen nicht zuletzt aus der Klinik. Bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen kommt es zu Störungen der Darmbarriere, zur Translokation von Mikroben aus dem Lumen in das Gewebe der Mukosa, zu aberranter Immunantwort der Mukosa und chronischer Inflammation. Viren könnten an diesen Prozessen beteiligt sein.1 Danese: „Veränderungen in der Zusammensetzung des Mikrobioms inklusive des Viroms sind mit der CED-Pathogenese assoziiert.“ Im Verlauf sowohl des Morbus Crohn als auch der Colitis ulcerosa kommt es zu jeweils spezifischen Veränderungen des Darmviroms. Dieses wird reichhaltiger und reduziert aufgrund der Aktivität von Bakteriophagen die bakterielle Vielfalt. Danese betont, dass das Virom auf zweifache Weise Einfluss nehmen kann: einmal durch direkte Beeinflussung der Bakterien durch Phagen, darüber hinaus aber auch durch Infektion eukaryoter Zellen des Wirts. Damit nimmt das Virom Einfluss auf den Transkriptionsstatus des Wirts und schafft einen „Virotype“, der für bestimmte Erkrankungen prädisponieren könnte.2

Das Virom bietet neue Ziele für Therapien

Mittlerweile liegen, so Danese, zahllose Berichte über virale Auffälligkeiten bei CED vor, wobei es sich bislang eben nur um Assoziationen handelt und etwaige Überlegungen zu kausalen Zusammenhängen im Stadium der Hypothese bleiben. Vor Kurzem gelang es Daneses Forschungsgruppe nun, im Mikrobiom junger, neu diagnostizierter Crohn-Patienten definierte virale Auffälligkeiten zu identifizieren – und damit auch bislang unbekannte Pathways des Wirts, die neue Targets für therapeutische Interventionen darstellen könnten.3 Insbesondere sind Viren der Herpes-Familie stärker vertreten. Danese: „Was wir nun versuchen wollen, ist, die Zelltypen zu finden, die mit diesen Viren interagieren. Daraus könnten sich neue therapeutische Ansätze für die Therapie entzündliche Darmerkrankungen ergeben – sei es durch Einsatz antiviraler Substanzen oder durch RNA-Silencing mit siRNAs. Wir konnten mittlerweile auch ein bestimmtes Protein identifizieren, das durch eine dieser Virus-Familien induziert wird und bei Mäusen zu einer entzündlichen Erkrankung des Darms führt. Mittlerweile konnten wir einen monoklonalen Antikörper entwickeln, der gegen dieses Protein gerichtet ist, und planen erste Versuche im Tiermodell.“

Literatur: