Wie Sport Ihr Mikrobiom verändert, um Krebs effektiver zu bekämpfen

Eine Studie der Universität Pittsburgh (USA) hat einen überraschenden Mechanismus entdeckt, der den positiven Effekt von körperlicher Bewegung im Kampf gegen Krebs erklärt. Den Forschern zufolge reduziert Bewegung nicht nur die Tumorgröße bei Mäusen, sondern verbessert durch die Veränderung des Darmmikrobioms auch das Ansprechen auf eine Immuntherapie.

Die in der Fachzeitschrift Cell veröffentlichte Studie identifizierte die Verbindung Formiat, die von Darmbakterien bei trainierten Tieren produziert wird, als verantwortlich für diese positiven Effekte. Dieselbe Verbindung wurde auch mit verbesserten Ergebnissen bei menschlichen Patienten mit Melanomen in Verbindung gebracht.

„Wir wussten bereits, dass Sport die Wirksamkeit von Krebsimmuntherapien verbessert und auch das Mikrobiom verändert. Was wir nicht wussten, war, wie diese beiden Faktoren zusammenhängen“, erklärt Marlies Meisel, Hauptautorin der Studie und Professorin am Institut für Immunologie der Pitt School of Medicine. „Unsere Arbeit zeigt, dass durch Sport hervorgerufene Veränderungen des Darmmikrobioms das Immunsystem stärken und die Immuntherapie dank des Formats verbessern.“

Das Team unter der Leitung von Catherine Phelps verglich Mäuse, die vier Wochen lang trainierten, mit inaktiven Mäusen. Die aktiven Mäuse entwickelten kleinere Tumore und lebten länger, wenn sie an einer aggressiven Form von Melanom erkrankten. Diese Vorteile verschwanden jedoch, wenn die Tiere mit Antibiotika behandelt oder ohne Mikrobiom aufgezogen wurden. Dies bestätigte, dass Darmbakterien eine entscheidende Rolle spielten.

„Nachdem wir die Bakterien eliminiert hatten, hatte Sport keinerlei Einfluss mehr auf den Krebs. Es war überraschend zu sehen, dass alles vom Mikrobiom abhing “, bemerkt Phelps.

Mithilfe künstlicher Intelligenz identifizierten die Forscher Formiat als den von den Bakterien produzierten Metaboliten, der diese positiven Effekte hervorrief. In Melanom-, Adenokarzinom- und Lymphommodellen reduzierte die orale Gabe von Formiat das Tumorwachstum signifikant und steigerte die Wirksamkeit der Immuntherapie mit Immun-Checkpoint-Inhibitoren.

Um zu prüfen, ob diese Ergebnisse auch auf den Menschen übertragbar sind, analysierte das Team Blutproben von Patienten mit fortgeschrittenem Melanom, die mit einer Immuntherapie behandelt wurden. Patienten mit höheren Formiatwerten im Blut wiesen ein besseres progressionsfreies Überleben auf.

Sie führten auch Stuhltransplantationen bei Mäusen durch, wobei sie Proben von menschlichen Patienten mit hohen oder niedrigen Formiatwerten verwendeten. Die Mäuse, die Mikrobiota von Patienten mit hohen Formiatwerten erhielten, zeigten eine erhöhte T-Zell-Aktivität und eine verbesserte Tumorkontrolle.

Stuhltransplantationen werden bereits als Therapie untersucht, um die Ergebnisse einer Immuntherapie bei Patienten zu verbessern, die nicht darauf ansprechen . Es ist jedoch nicht ganz klar, warum manche „Superspender“-Stuhlsorten bessere Ergebnisse liefern.

„Wir wollen metabolische Biomarker beschreiben, um FMT-Superspender zu identifizieren, da dies eine echte Blackbox ist“, bemerkt Meisel. „Derzeit konzentriert sich jeder auf Bakterienarten, aber unsere Forschung legt nahe, dass es nicht nur darauf ankommt, welche Mikroben vorhanden sind, sondern auch darauf, was sie tun und welche Metabolite sie produzieren.“