Mukosale Biofilme bei Colitis ulzerosa

Die Häufigkeit von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) in der westlichen Welt nimmt stetig zu. CED sind außerdem ein Risikofaktor für die Entstehung von Darmkrebs. Durch die Darmentzündung kommt es zu einer Veränderung der Zusammensetzung der Darmbakterien, dem Mikrobiom. Diese Veränderungen könnten im direkten Zusammenhang mit der Entstehung der Krankheit stehen oder die Schwere der Krankheit beeinflussen. Bei CED Patienten kommt es auch manchmal zur Entstehung sogenannter Biofilme, bakterieller Aggregate, ähnlich wie Zahnbelag, die an der Darmschleimhaut anheften. In dieser Studie wollen wir ebendiese Biofilme auf ihre Bakterienzusammensetzung und zeitlichen Veränderungen (nach Therapie) untersuchen. Bei der Patientengruppe handelt es sich um Patienten mit Colitis ulzerosa, einer der beiden CED Subtypen. Die Bakterien in den Biofilmen werden mittels eines fluoreszierenden Farbstoffs markiert und mit einem Laserendoskopuntersucht. Eine gezielte Probenentnahmeermöglicht die Bestimmungder Zusammensetzung der Biofilme. Dies erreichen wir durch Sequenzierung eines Genabschnitts, der in fast allen Bakterien vorhanden ist. Andererseits wollen wir spezifische Bakterien untersuchen (wobei manche davon bekannt sind, andere durch die Gensequenzierung identifiziert werden sollen). Ziel ist es, die räumliche Verteilung und Häufigkeit der Bakterien in Bezug auf die Darmschleimhaut zu untersuchen. Mittels verschiedener Farbstoffe können wir verschiedene Bakterienpopulationen gleichzeitig markieren und unter dem Mikroskop untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studie helfen uns, den Aufbau der Biofilme zu verstehen und einen möglichen Zusammenhang mit Colitis ulzerosa herzustellen.

Chronisch entzündliche Darmerkrankungen und das Reizdarmsyndrom sind Erkrankungen die weltweit ansteigen. Darmbakterien dieser Patienten sind in Bezug auf Zusammensetzung und Vielfalt verändert. Innerhalb der vorliegenden Studie haben wir endoskopisch sichtbare Biofilme als Ausdruck einer schweren Störung des Darmmikrobioms bei Patienten mit Reizdarmsyndrom und chronisch entzündlichen Darmerkrankungen charakterisiert. Solche Biofilme wurden auch bei anderen Krankheiten, dazu gehören Patienten nach Organtransplantation und Patienten mit Pfortaderhochdruck, vermehrt beobachtet. Biofilme sind strukturierte Gemeinschaften aus Mikroben die sich an Oberflächen, in unserem Fall im Darm, anheften. Mithilfe von modernsten Mikroskopietechniken und molekularen Analysen haben wir die Zusammensetzung dieser Biofilme bestimmt und sie mit normalen bakteriellen Schleimhautproben verglichen. Bei Patienten mit Biofilmen sind vermehrt Bakterien im Darmschleim zu finden, welche mitunter einen dichten Bakterienrasen bilden. Bei Patienten mit Biofilmen finden wir eine Verschiebung der Zusammensetzung der Bakterien in Darmschleimhautproben als auch in Stuhlproben, die bakterielle Vielfalt ist reduziert und ein bestimmtes Bakterium, Ruminococcus gnavus, ist vermehrt vorhanden. Endoskopisch sichtbare Biofilme spielen mit hoher Wahrscheinlichkeit eine zentrale Rolle in der Pathogenese des Reizdarmsyndroms und werden in Zukunft sowohl in der Diagnostik als auch Behandlung einen hohen Stellenwert einnehmen.