Ballaststoffe verbessern das Ansprechen von Melanompatienten auf eine Immuntherapie

Forscher untersuchten die Auswirkungen einer ballaststoffreichen Ernährung – einschließlich Obst, Gemüse und Hülsenfrüchten – und der Verwendung probiotischer Zusätze auf die Reaktion auf Immun-Checkpoint-Blocker.

Credit: formulatehealth, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Eine ballaststoffreiche Ernährung kann einigen Menschen, die wegen eines Melanoms behandelt werden, helfen, auf eine Immuntherapie anzusprechen, indem sie das Darmmikrobiom beeinflusst. Dies geht aus einer neuen Studie hervor, die von Forschern des Zentrums für Krebsforschung am National Cancer Institute (NCI), das zu den National Institutes of Health gehört, und der University of Texas MD Anderson Cancer Center durchgeführt wurde. Die Ergebnisse der Studie, in der sowohl Menschen mit Melanomen als auch Mausmodelle der Krankheit untersucht wurden, erschienen im Dezember 24, 2021, in Science.

Von den Patienten mit fortgeschrittenem Melanom, die sich einer Immuntherapie mit Immun-Checkpoint-Blockern unterzogen, überlebten diejenigen, die mindestens 20 Gramm Ballaststoffe pro Tag zu sich nahmen, am längsten, ohne dass ihre Krankheit fortschritt. Im Gegensatz dazu schien die Einnahme von probiotischen Nahrungsergänzungsmitteln die Wirksamkeit von Immun-Checkpoint-Blocker-Therapien etwas zu verringern. Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die in der Regel als Nahrungsergänzungsmittel eingenommen werden, um die Darmgesundheit zu verbessern.

“Die Daten deuten darauf hin, dass man die Zusammensetzung der Darmmikrobiota gezielt beeinflussen und die Fähigkeit des Patienten, auf eine Immuntherapie anzusprechen, beeinflussen kann”, sagte Dr. Giorgio Trinchieri, Leiter des Labors für Integrative Krebsimmunologie im Zentrum für Krebsforschung des NCI und einer der Mitleiter der Studie. “Eine ballaststoffreiche Ernährung mit Obst, Gemüse und Hülsenfrüchten könnte die Fähigkeit verbessern, auf eine Immuntherapie anzusprechen.”

Eine Immuntherapie mit Immun-Checkpoint-Blockern hilft, die natürliche Fähigkeit des Immunsystems, Tumorzellen zu erkennen und abzutöten, wiederherzustellen. Diese Medikamente haben sich beim Melanom als wegweisend erwiesen und die Lebenserwartung von Patienten mit fortgeschrittener Erkrankung manchmal um Jahre verlängert. Bei vielen Patienten gelingt es den Immun-Checkpoint-Blockern jedoch nicht, das Wachstum ihrer Tumore zu stoppen. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass die Zusammensetzung der Bakterien im Darm das Ansprechen auf eine Immuntherapie beeinflussen kann.

“Die Frage ist, ob wir die Zusammensetzung der Bakterienart im Darm verändern können, um das Ansprechen des Patienten zu verbessern.” Sagte Dr. Trinchieri.

In einer früheren Studie zeigten Dr. Trinchieri und eine andere Gruppe von Mitarbeitern, dass einige Menschen mit Melanom, die zunächst nicht auf eine Behandlung mit einem Immun-Checkpoint-Blocker ansprachen, nach einer Fäkaltransplantation von einem Patienten, der auf das Medikament angesprochen hatte, doch ansprachen. Sie kamen zu dem Schluss, dass durch die Fäkaltransplantation andere Darmbakterien eingeführt wurden, die es den Immunzellen erleichterten, in den Tumor einzudringen und ihn abzutöten.

“Auch die Aufnahme von Ballaststoffen mit der Nahrung und die Einnahme probiotischer Präparate haben nachweislich Einfluss auf die Zusammensetzung der Darmbakterien. Immer mehr Krebspatienten nehmen probiotische Präparate ein, um ihre Darmgesundheit zu verbessern, aber es ist nur wenig darüber bekannt, wie Probiotika – die im Grunde die Ökologie der Darmbakterien verändern – das Ansprechen auf die Immuntherapie beeinflussen”, sagte er.

Auch der Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Ballaststoffen und dem Ansprechen auf die Immuntherapie war bisher unklar. Eine aktuelle Studie unter der Leitung von Romina Goldszmid, Ph.D., ebenfalls vom NCI-Zentrum für Krebsforschung, zeigte jedoch, dass Mäuse, die mit einer Ernährung reich an Pektin, einem in Äpfeln reichlich vorhandenen Ballaststoff, gefüttert wurden, in der Lage waren, das Tumorwachstum durch die Aktivierung von Immunzellen und die Umprogrammierung der Mikroumgebung des Tumors aufzuhalten.

In der neuen Studie haben Dr. Trinchieri und die Co-Leiter der Studie Carrie R. Daniel, Ph.D., M.P.H., und Jennifer A. Wargo, M.D, vom MD Anderson Cancer Center der Universität Texas und ihre Mitarbeiter untersuchten die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Stuhl (die Darmmikrobiota), die Ernährungsgewohnheiten und die Verwendung probiotischer Nahrungsergänzungsmittel bei Patienten, die wegen eines fortgeschrittenen Melanoms mit Immun-Checkpoint-Blockern behandelt wurden.

Von den 128 Patienten, deren Ballaststoffaufnahme bekannt war, lebten diejenigen, die angaben, mindestens 20 Gramm Ballaststoffe pro Tag zu sich zu nehmen (eine Menge, die die Forscher für die Zwecke dieser Studie als “ausreichend” bezeichneten), länger, ohne dass ihr Krebs fortschritt, als diejenigen, die weniger Ballaststoffe zu sich nahmen. Jede Erhöhung der täglichen Ballaststoffzufuhr um 5 Gramm entsprach einem 30 % geringeren Risiko für das Fortschreiten der Krankheit.

Die Forscher untersuchten auch die Auswirkungen von Ballaststoffen auf das Ansprechen auf eine Behandlung mit Anti-PD-1-Medikamenten, einer Kategorie von Immun-Checkpoint-Blockern, in Mausmodellen des Melanoms. Um die unterschiedlichen Ernährungsgewohnheiten der Melanompatienten zu imitieren, fütterten sie Mäuse entweder mit einer ballaststoffreichen oder einer ballaststoffarmen Ernährung, injizierten den Mäusen Melanomzellen und behandelten sie anschließend mit einer Anti-PD-1-Therapie. Bei Mäusen, die die ballaststoffreiche Diät erhielten, verzögerte sich das Tumorwachstum nach der Anti-PD-1-Behandlung im Vergleich zu Mäusen mit der ballaststoffarmen Diät.

Die Forscher wiederholten dann die Experimente mit keimfreien Mäusen, d. h. Mäusen, die keine Bakterien in ihrem Darm haben.

“Bei keimfreien Mäusen machte die Diät keinen Unterschied in der Reaktion auf die Immuntherapie”, sagte Dr. Trinchieri. “Das deutet darauf hin, dass die Ernährung die Reaktion auf die Immun-Checkpoint-Therapie beeinflusst, indem sie die Zusammensetzung der Darmmikrobiota verändert.”

Dr. Trinchieri merkte an, dass ein möglicher Mechanismus, durch den Ballaststoffe ihre positive Wirkung entfalten, darin besteht, dass sie die Arten von Bakterien im Darm, wie z. B. Ruminococcaceae, erhöhen, die hohe Mengen bestimmter kurzkettiger Fettsäuren produzieren, die eine Antitumorwirkung haben.

“Wir haben bei Mäusen, die mit einer ballaststoffreichen Ernährung gefüttert wurden, einen Anstieg einer dieser kurzkettigen Fettsäuren, Propionat, festgestellt”, so Dr. Trinchieri. “Außerdem wiesen Patienten, deren Krebs auf die Immuntherapie ansprach, eine größere Menge an Ruminococcaceae-Bakterien in ihrer Darmmikrobiota auf als Patienten, die nicht auf die Therapie ansprachen.”

Die Forscher untersuchten auch die Auswirkungen von Probiotika auf Darmbakterien im Mausmodell des Melanoms. Mäuse, die mit Probiotika gefüttert wurden, sprachen weniger auf die Behandlung mit Anti-PD-L1-Medikamenten an und entwickelten größere Tumore als Kontrollmäuse. Eine weitere Analyse zeigte, dass Mäuse, die Probiotika erhielten, geringere Mengen an tumorabtötenden Immunzellen aufwiesen, was auf eine geschwächte Immunantwort hindeutet.

In der Studie am Menschen gab fast ein Drittel der Patienten an, innerhalb des letzten Monats ein probiotisches Präparat eingenommen zu haben. Obwohl die Forscher anmerkten, dass es aufgrund der geringen Stichprobengröße und der Vielfalt der von den Patienten eingenommenen Probiotika schwierig war, endgültige Schlussfolgerungen über den Zusammenhang zwischen der Einnahme von Probiotika und dem Ansprechen auf Immun-Checkpoint-Blocker zu ziehen, stellten sie fest, dass die Patienten, die die höchsten Mengen an Ballaststoffen zu sich nahmen und keine Probiotika einnahmen, am längsten überlebten.

“Die Auswirkungen von Ballaststoffen und Probiotika auf die Darmmikrobiota sind nur ein Teil des Gesamtbildes”, warnte Dr. Trinchieri. “Viele Faktoren können die Fähigkeit eines Melanompatienten beeinflussen, auf eine Immuntherapie anzusprechen. Aus diesen Daten geht jedoch hervor, dass die Mikrobiota einer der wichtigsten Faktoren zu sein scheint. Die Daten deuten auch darauf hin, dass es für Krebspatienten, die eine Immuntherapie erhalten, wahrscheinlich besser ist, keine handelsüblichen Probiotika zu verwenden.”

Er merkte an, dass größere Studien gerechtfertigt sind und auch andere Krebsarten als das Melanom einschließen sollten.

Über das Zentrum für Krebsforschung (CCR): Das CCR umfasst fast 250 Teams, die im Rahmen des NCI-Intramuralprogramms Grundlagen-, translationale und klinische Forschung betreiben – ein Umfeld, das innovative Wissenschaft zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit unterstützt. Das klinische Programm des CCR ist im NIH Clinical Center untergebracht – dem weltweit größten Krankenhaus, das sich der klinischen Forschung widmet. Weitere Informationen über das CCR und seine Programme finden Sie unter ccr.cancer.gov.

Über das National Cancer Institute (NCI): Das NCI leitet das National Cancer Program und die Bemühungen der NIH, die Häufigkeit von Krebserkrankungen drastisch zu reduzieren und das Leben von Krebspatienten und ihren Familien zu verbessern, und zwar durch die Erforschung von Prävention und Krebsbiologie, die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden und die Ausbildung und Betreuung neuer Forscher. Weitere Informationen über Krebs erhalten Sie auf der NCI-Website unter cancer.gov oder über das NCI-Kontaktzentrum, den Krebsinformationsdienst, unter 1-800-4-CANCER (1-800-422-6237).

Über die National Institutes of Health (NIH): Die NIH, die nationale Behörde für medizinische Forschung, umfasst 27 Institute und Zentren und ist Teil des U.S. Department of Health and Human Services. Die NIH sind die wichtigste Bundesbehörde, die medizinische Grundlagen-, klinische und translationale Forschung durchführt und unterstützt. Sie erforschen die Ursachen, Behandlungen und Heilmittel für häufige und seltene Krankheiten. Weitere Informationen über die NIH und ihre Programme finden Sie unter nih.gov.

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