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Als Mikrobiom wird hier die Ansammlung von Bakterien und anderen Mikroorganismen, die im oder auf dem Körper leben, bezeichnet. Beim Menschen findet sich der größte Anteil des Mikrobioms im Darm. Trotz weitläufiger Forschung zum Verhältnis zwischen Darm-Mikrobiom und Krebs, ist die Rolle des Darm-Mikrobioms in der Entstehung von Leberkrebs weiterhin noch nicht ausreichend verstanden.

Es handelt sich hier also um einen Versuch die Mechanismen zu erkennen, die zu Leberkrebs führen und darum, therapeutische Strategien zu finden, diesen zu kurieren.

In dieser Serie von Experimenten wurden drei Modellorganismen von Leberkrebs verwendet.

Wenn Mäuse mit einem Antibiotika-Cocktail behandelt wurden und dadurch das Vorkommen bestimmter Bakterien in ihrem Darm vermindert wurde, änderte sich die Komposition der Immunzellen in der Leber und dies wiederum beeinflusste das Tumor-Wachstum darin.

Die Mäuse, die die Antibiotika bekamen, entwickelten weniger und kleinere Lebertumoren und zeigten weniger Metastasen.

Die Antibiotika-Behandlung erhöhte die Zahl der NKT Immunzellen in den Lebern der Mäuse.

Natürliche Killer-T-Zellen, oder kurz NKT-Zellen, sind eine sehr heterogene Untergruppe der T-Zellen.  Trotz ihres Namens sind NKT-Zellen echte T-Zellen und keine NK-Zellen.

Die Reduktion im Lebertumor-Wachstum war abhängig von diesen NKT-Zellen.

Die Ansammlung von NKT-Zellen war ein Resultat der erhöhten Expression des Proteins CXCL16 in den Zellen, die die Innenseiten der Kapillaren der Leber auskleiden.

Warum haben die Mäuse, die mit Antibiotika behandelt werden, mehr CXCL16 in diesen endothelialen Zellen?

Die Forscher fanden, dass die Gallensäuren die Expression von CXCL16 kontrollieren können.

Gallensäuren werden in der Leber gebildet und helfen dabei Fette zu verdauen.

Wenn Mäuse mit Gallensäuren behandeltet wurden, konnte die Zahl der NKT-Zellen in der Leber verändert werden und damit auch die Anzahl der Tumoren in der Leber.

Eine Bakterienart, das Clostridium Scindens, kontrolliert den Metabolismus der Gallensäuren im Darm der Mäuse – und damit auch die CXCL16 Expression, die NKT-Zellen-Akkumulation und das Tumor-Wachstum in der Leber.

Clostridium scindens ist in der Lage, primäre Gallensäuren in toxische sekundäre Gallensäuren, und Glukokortikoide durch Seitenkettenspaltung in Androgene umzuwandeln.

„Bei Clostridium scindens handelt es sich um einen Bestandteil der natürlichen Darmflora des Menschen. Derzeit liegen keine Daten zu humanen Erkrankungen durch Infektionen mit C. scindens vor. Es ist nicht von einem Gefährdungspotenzial für Mensch, Tier oder die Umwelt auszugehen“, so eine Empfehlung der ZKBS zur Risikobewertung von Clostridium scindens (PDF) vom September 2016.

Auch in der menschlichen Leber kontrolliert die Gallensäure die Expression von CXCL16 und damit die Anti-Tumor-Immunfunktion in der Leber.

Dr. Gretgen, der Leiter der Experimente, erklärte, dass bereits viele Studien eine Verbindung zwischen Darmbakterien und Immunreaktion gezeigt hätten, dass aber nun ihre Studie darin signifikant sei, dass sie nicht nur eine Korrelation, sondern einen kompletten Mechanismus aufzeigt, wie Darmbakterien die Immunreaktion der Leber beeinflussen.

Im Januar 2015 erschien im Natur Band 517 ein Artikel, der die Präzisions-Wiederherstellung eines durch Antibiotika-Behandlung defekten Mikrobioms beschrieb. Clostridium Scindens wurde hierin als harmloser Gegenspieler der mitunter gefährliche verlaufenden Clostridium difficile Infektion erkannt und als probiotischer Kandidat zur Korrektur eines klinisch relevanten Mikrobiom-Mangels aufgezeigt.