Die Bakterien, die Darmkrebs verschlimmern, stammen tatsächlich aus dem Mund?

Immer mehr Krebserkrankungen stehen im Zusammenhang mit bakteriellen oder viralen Infektionen. Das HPV-Virus kann Gebärmutterhalskrebs auslösen, die Viren Hepatitis B und Hepatitis C stehen im Zusammenhang mit Leberkrebs und Helicobacter pylori kann Gastritis und sogar Krebs verschlimmern. Durch die HPV-Impfung konnte die Häufigkeit von Gebärmutterhalskrebs in der Bevölkerung erheblich gesenkt werden und die Einnahme von Antibiotika zur Abtötung von Helicobacter pylori kann auch Gastritis/Magengeschwüre wirksam behandeln. Viele Wissenschaftler gehen sogar davon aus, dass weitaus mehr Krebserkrankungen durch Infektionen mit Krankheitserregern verursacht werden, wir haben den Übeltäter dafür jedoch noch nicht gefunden.

Eine neue Rolle bei Darmkrebs

Dickdarmkrebs ist die zweittödlichste Krebsart mit schätzungsweise 1,9 Millionen Fällen und 930.000 Todesfällen weltweit pro Jahr[1]. Wissenschaftler sind auch sehr daran interessiert zu erfahren, ob es bestimmte Bakterien oder Viren gibt, die mit der Entstehung oder Verschlimmerung von Dickdarmkrebs in Zusammenhang stehen.

Abbildung 1. Globale Krebsinzidenz (links) und Mortalität (rechts) im Jahr 2020. Der rote Kasten stellt Darmkrebs dar (Bild vom Autor bereitgestellt)

Das Kolorektum befindet sich am Ende unseres Darms, wo die Konzentration der Darmflora am höchsten ist. In der Darmflora befinden sich einige krebserregende Mikroorganismen, wie etwa Bacteroides fragilis und pathogene Escherichia coli. Einige der von ihnen abgesonderten Giftstoffe können die Zell-DNA schädigen. Bei einer Schädigung der Darmschleimhaut können diese Giftstoffe mit den Epithelzellen des Darms in Kontakt kommen und dort Entzündungen oder sogar Zellkrebs auslösen. Darüber hinaus können bestimmte Darmbakterien die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten abschwächen.

Abbildung 2. Schematische Darstellung der Darmstruktur (Abbildung vom Autor bereitgestellt)

Wenn wir herausfinden können, welche Darmbakterien oder Bakterien die Krebsentstehung in den Darmzellen verursachen, und dann gezielte Medikamente oder Impfstoffe zu ihrer Beseitigung entwickeln können, können wir dann die Häufigkeit von Dickdarmkrebs reduzieren oder die Krebsentstehungsrate verlangsamen?

Wissenschaftler haben die Unterschiede in der Darmflora zwischen einer großen Zahl von Darmkrebspatienten und gesunden Menschen analysiert. Sie fanden heraus, dass eine Art oraler Bakterien namens Nucleotide Bacillus in höheren Konzentrationen in der Darmschleimhaut/im Darmepithel und sogar in Krebsläsionen von Patienten mit Dickdarmkrebs vorkommt. Patienten mit hohen Nukleotidbazillus-Werten reagieren schlechter auf Chemotherapie und haben eine kürzere durchschnittliche Lebenserwartung[2].

Wie Mundbakterien im Darm überleben

Bacillus nucleatum erscheint und besiedelt unseren Mund, wenn wir einen Monat alt sind. Im Alter von einem Jahr ist Bacillus nucleatum bereits der dominierende Bakterienstamm im Mund. Sie sind die am häufigsten vorkommenden Bakterien im Mund und leben normalerweise friedlich mit uns zusammen, doch manchmal können sie Schaden anrichten. Dass sie Parodontitis auslösen und verschlimmern können, ist den Wissenschaftlern schon lange bekannt[3]. Allerdings wurde bisher nie ein Zusammenhang zwischen ihnen und Dickdarmkrebs hergestellt.

Einer der Hauptgründe dafür ist, dass die Mundflora, einschließlich Bacillus nucleatum, nicht an die Lebensumgebung des Darms angepasst ist. Die Mundflora ist an ein Leben in einer Umgebung mit neutralem pH-Wert und hoher Sauerstoffkonzentration gewöhnt. Obwohl die Mundflora beim Schlucken mit der Nahrung in den Magen-Darm-Trakt gelangt, kann nur eine sehr kleine Anzahl von ihnen im Darm überleben, nachdem sie dort einen niedrigen pH-Wert der Magensäure, wenig Sauerstoff und die Konkurrenz durch Darmmikroorganismen erlebt hat. Die meisten oralen Stämme werden schnell ausgeschieden oder sterben ab, sodass Bacillus nucleatum in Stuhlproben nur selten nachgewiesen werden kann.

Überraschenderweise kann Bacillus nucleatum den Darm von Patienten mit Dickdarmkrebs besiedeln. Während des Replikations- und Expansionsprozesses verändern Tumorzellen die Struktur von Glykoproteinen in der Tumormikroumgebung und es reichert sich eine große Menge Acetylgalactosamin an. Dabei handelt es sich um ein Glykoprotein, an dem nukleasetragende Bakterien gut haften. Sie schnappen sich dieses Glykoprotein und nutzen es zur Energiegewinnung, sodass sie sich sehr gut im Tumor einnisten können.

Komplizen der Krebszellen: Drei giftige Klingen

Die Nuklease-tragenden Bakterien siedeln sich nicht nur in Tumoren an, sondern bilden auch eine für beide Seiten vorteilhafte symbiotische Beziehung mit ihnen, wodurch das Tumorwachstum auf folgende Weise beschleunigt wird:

(1) Nukleasetragende Bakterien können die Expression einiger wichtiger Proteine ​​und Signalwege in Tumorzellen verändern und die Tumorzellreplikation fördern . Dies beeinträchtigt die therapeutische Wirkung der Chemotherapie und erhöht die Wahrscheinlichkeit eines erneuten Tumorauftretens.

(2) Nukleinsäurebakterien verändern auch die Immunzellreaktion im Tumormikroumfeld , was dazu führt, dass sich tumorbeseitigende T-Zellen zurückziehen, während sich Entzündungszellen, die das Wachstum von Krebszellen fördern (wie etwa Neutrophile), vermehren und ein Immunumfeld schaffen, das die Vermehrung von Krebszellen begünstigt.

(3) Darüber hinaus können nukleasetragende Bakterien die Metastasierung von Krebszellen fördern , wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Metastasierung des Dickdarmkrebses in die Leber oder die Lymphknoten steigt und die Beseitigung des Krebses erschwert wird.

Mit den oben genannten Fähigkeiten kann sich Bacillus-Nuklease über den Blutkreislauf auch in den Läsionen von Brustkrebs/Bauchspeicheldrüsenkrebs/Speiseröhrenkrebs ansiedeln und die Verschlechterung dieser Krebsarten verschlimmern. Wie können wir diesen heimtückischen Bazillus stoppen und zur Behandlung von Krebs beitragen?

Neue Perspektiven für die Krebsbehandlung

Das erste Ziel besteht darin, die nukleasetragenden Bakterien frühzeitig zu entdecken. Beispielsweise kann die Anzahl der Bacillus nucleatum-Viren im Stuhl oder die Konzentration der Antikörper gegen Bacillus nucleatum im Blut bestimmt werden. Viele Wissenschaftler schlagen vor, Bacillus nucleatum als Indikator zur Beurteilung von Dickdarmkrebs zu verwenden. Wenn in der Darmflora des Patienten mehr Bacillus nucleatum gefunden wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Carcinoma in situ aufgetreten ist, was das Wachstum von Bacillus nucleatum im Darm begünstigt. Diese Patienten sollten so früh wie möglich untersucht werden, denn eine frühzeitige Erkennung und Behandlung sind die besten Mittel zur Krebsbekämpfung.

Schematische Darstellung von Dickdarmkrebs (Bild von Tuchong.com)

Der zweite Ansatz besteht darin, die Nuklease-tragenden Bakterien bei Krebspatienten gezielt zu eliminieren, beispielsweise durch den Einsatz von Antibiotika. Diese Behandlungsmethode ist jedoch zu radikal und zerstört eine große Anzahl symbiotischer Bakterien. Wissenschaftler konzentrieren sich derzeit auf die Entwicklung von Impfstoffen gegen Bacillus nucleatum oder seine Oberflächenproteine[4], um unsere eigenen Antikörper zur Neutralisierung von Bacillus nucleatum anzuregen, die Anheftung an Darmglykoproteine ​​und die Vermehrung in Tumoren zu verhindern. Die Verwendung von Impfstoffen gegen Bacillus-Nuklease-haltige Bakterien in Verbindung mit einer Chemotherapie bei Patienten mit Dickdarmkrebs kann die Wirksamkeit der Behandlung verbessern und die Wahrscheinlichkeit eines erneuten Auftretens der Krebserkrankung verringern.

Natürlich ist die Entwicklung dieses Impfstoffs angesichts seiner Wirksamkeit und Nebenwirkungen mit Schwierigkeiten verbunden. Wird der Bacillus-Nuklease-Impfstoff beispielsweise das Gleichgewicht der Mundflora zerstören oder Kreuzreaktionen mit anderen Probiotika hervorrufen? Doch angesichts der Priorität und Sterblichkeitsrate von Krebs dürfen wir nicht aufhören, es zu versuchen. Dies erinnert uns auch daran, dass die Untersuchung der Mikroorganismen in den Läsionen anderer Krebsarten und das Auffinden der darin enthaltenen symbiotischen Bakterien oder Pilze einen Durchbruch bei der Verbesserung der Wirksamkeit der Krebsbehandlung darstellen könnte.

Unterschätzen Sie niemals unsere Mundgesundheit. Neben Krebserkrankungen steht die Mundflora auch in engem Zusammenhang mit Stoffwechselerkrankungen/Verdauungskrankheiten/systemischen Erkrankungen. Die Aufrechterhaltung der Mundhygiene und die frühzeitige Behandlung von Munderkrankungen ist wirklich eine gute Lebensgewohnheit mit geringen Kosten und hohem Nutzen.

Verweise

1. Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, Siegel RL, Torre LA, Jemal A. Globale Krebsstatistik 2018: GLOBOCAN-Schätzungen der Inzidenz und Mortalität weltweit für 36 Krebsarten in 185 Ländern [veröffentlichte Korrektur erscheint in CA Cancer J Clin. 2020 Jul;70(4):313].

2. Castellarin M, Warren RL, Freeman JD, et al. Eine Infektion mit Fusobacterium nucleatum kommt beim menschlichen kolorektalen Karzinom häufig vor. Genomforschung. 2012;22(2):299-306.

3. Socransky SS, Haffajee AD, Cugini MA, Smith C, Kent RL Jr. Mikrobielle Komplexe in subgingivaler Plaque. J Klinische Parodontologie. 1998;25(2):134-144.

4. Holt RA. Onkomrobielle Impfstoffe: Das Potenzial eines Impfstoffs gegen Fusobacterium nucleatum zur Verbesserung der Behandlungsergebnisse bei Dickdarmkrebs. Zellwirtsmikrobe. 2023;31(1):141-145.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Zhao Bei

Gutachter: Wang Qiang (stellvertretender Chefarzt, Abteilung für Gastroenterologie, Peking Union Medical College Hospital)

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.