gms | German Medical Science

Fragestellung: Die Behandlung von Kindern und Jugendlichen mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) verläuft häufig unbefriedigend und geht mit erheblichen Nebenwirkungen seitens der eingesetzten Therapeutika einher. Durch die Identifizierung von charakteristischen, krankheitsassoziierten Mikrobiomveränderungen soll das Verständnis der Pathogenese chronisch entzündlicher Darmerkrankungen bei Kindern vertieft und Ansatzpunkte für neue Therapieoptionen, wie der Stuhltransplantation, geschaffen werden.

Material und Methoden: Stuhlproben von sechs Patienten mit Morbus Crohn (MC), sechs Patienten mit Colitis Ulcerosa (CU) und zwölf gesunde Geschwisterkindern (N = 24, Alter des Kollektivs: 8-20 Jahre). Der Antibiotikagebrauch des Kollektivs wurde retrospektiv durch Befragung der behandelnden Ärzte erfasst. Die Stuhlproben wurden mittels Whole Genome Shotgun sequencing (WGS) sequenziert. Die taxonomische Zusammensetzung, das Vorkommen von Virulenzgenen sowie antibiotischer Resistenzgene und Stoffwechselwege im bakteriellen Genom wurden analysiert.

Ergebnisse: Die bakterielle Diversität und der Artenreichtum waren bei CU-Patienten signifikant vermindert. Im Mikrobiom von Patienten mit CU waren Darmhomöostase fördernde Bakterien, wie Eubacterium rectale und Faecalibacterium prausnitzii, signifikant reduziert. Pathobiontische Keime, wie Escherichia coli, waren bei CU-Patienten signifikant erhöht. Virulenzgene waren im Mikrobiom von CED-Patienten signifikant öfter vorhanden und korrelierten vor allem mit dem Vorkommen von E. coli. Der Antibiotikagebrauch war im Vergleich von CED-Patienten zu Kontrollen nicht signifikant anders. Auch die relative Häufigkeit von Resistenzgenen und das antibiotische Resistenzpotential des Mikrobioms waren im CED-Mikrobiom nicht erhöht. CED-Patienten zeigten jedoch ein signifikant größeres Reservoir an potenziell resistenten Species.

Diskussion und Schlussfolgerungen: Das Mikrobiom von CED-Patienten war im Vergleich zu ihren Geschwistern artenärmer, virulenter und in Richtung potenziell resistenter Keime verschoben. Unsere Daten belegen die mikrobielle Dysbiose bei CU-Patienten, und in geringerem Ausmaß auch bei MC-Patienten. Aufgrund dieser Beobachtungen liegt es nahe eine Mikrobiota-modellierende Therapie (z.B. Stuhltransplantation) für pädiatrische CU-Patienten vorzuschlagen. Um für diese passende Spender und Empfänger auswählen zu können, empfehlen wir fäkale Mikrobiomanalysen als geeignete Screeningmethode.