Verbesserte Diagnose von Lebererkrankung in Aussicht?
Eine neuartige, auf Mikroben basierende Diagnose-Methode, scheint in der Lage zu sein, Leberfibrose und Leberzirrhose bei Menschen in über 90 Prozent der Fälle schnell und kostengünstig zu identifizieren.
Bei einer aktuellen gemeinsamen Studie des Salk Institute for Biological Studies und der University of California, San Diego wurde ein neuartiges Diagnosewerkzeug für Lebererkrankungen erprobt. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit wurden in dem englischsprachigen Fachblatt „Cell Metabolism“ veröffentlicht.
Wie weit verbreitet sind chronische Lebererkrankungen?
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Chronische Lebererkrankungen stellen nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO ein großes globales Problem der öffentlichen Gesundheit dar, von dem schätzungsweise 844 Millionen Menschen betroffen sind. Chronische Lebererkrankungen gehören in vielen Ländern zu den häufigsten Ursachen für einen vorzeitigen Tod. Ein Grund dafür dürfte sein, dass chronische Lebererkrankungen oftmals nicht bzw. verspätet erkannt werden, da sie erst in sehr fortgeschrittenem Stadium Beschwerden verursachen.
Diagnosewerkzeug hatte eine Genauigkeit von 90 Prozent
Die Forschenden stellten fest, dass das Mikrobiom (die komplexe Ansammlung von Mikroben im Darm) auf Lebererkrankungen hinweisen kann. Daher haben sie ein auf Mikroben basierendes Diagnosewerkzeug geschaffen. Diese konnte in der aktuellen Studie mit beeindruckender Genauigkeit von 90 Prozent Leberfibrose und Leberzirrhose diagnostizieren. Die nicht-invasive Methode beruht auf einem Algorithmus zur Analyse von Stuhlproben von Menschen.
Ergebnisse könnten weltweite Auswirkungen haben
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„Das Mikrobiom ist ein dynamischer lebender Sensor für kleine Veränderungen von Gesundheit und Krankheit im Körper, und als solcher liefert es eine genaue Anzeige der Körpergesundheit”, erklärt Studienautor Professor Ronald Evans vom Salk Institute for Biological Studies in einer Pressemitteilung. Da diese Diagnostik schnell und kostengünstig ist, könne sie breite Anwendung finden. Einfach ausgedrückt, es könnte ein echter Wendepunkt sein, mit weltweiten Auswirkungen, fügt der Experte hinzu.
Folgen der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung
Die nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist weltweit die Hauptursache für chronische Lebererkrankungen und kann zu Leberfibrose und Leberzirrhose und schlimmstenfalls zu Krebs führen. Es fehlt leider an diagnostischen Instrumenten für Leberfibrosen und Leberzirrhosen. Biopsien sind invasiv und können betroffene Bereiche der Leber verfehlen. Die Magnetresonanztomographie ist teuer und steht nicht überall zur Verfügung.
Mikrobiom zur Diagnose von Lebererkrankungen?
Um einen neuen Weg der Diagnose zu finden, untersuchte die Forschungsgruppe das Mikrobiom als eine Möglichkeit zur Identifizierung von Menschen mit einem erhöhten Risiko für Lebererkrankungen. Die Forschenden versuchten einen universellen, nicht-invasiven Test für Leberfibrose und Leberzirrhose zu entwickeln, der auf einer Mikrobiom-Signatur der Erkrankung basiert. Das Team nutzte maschinelles Lernen und konnte so einen Zusammenhang zwischen der Krankheitssignatur und 19 Bakterienarten aus Stuhlproben identifizieren.
Bakterien zur Identifizierung von Leberfibrose und Leberzirrhose
Die Signatur setzt sich aus den unterschiedlichen Bakterienmengen zusammen, wodurch quasi ein universeller Fingerabdruck zur Identifizierung von Leberfibrose und Leberzirrhose erstellt werden kann. Die Studie umfasste 163 klinische Proben sowohl von gesunden als auch von kranken Familienmitgliedern, um Variablen zu identifizieren, die auf eine Lebererkrankung hindeuteten.
Spezielle Mikrobiomsignatur Hinweis auf Leberzirrhose
Anhand von Daten aus der genetischen Profilierung der Mikrobiome und von Metaboliten aus den Stuhlproben entdeckten die Forschenden auch eine Mikrobiomsignatur, die Leberzirrhosen mit einer Genauigkeit von 94 Prozent diagnostizieren kann. Die Mikrobiomsignatur konnte zudem das Stadium der Leberschäden bestimmen.
Auswirkungen der Darmgesundheit auf Lebererkrankungen
„Diese Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, mit Hilfe des maschinellen Lernens eine universelle Signatur zu identifizieren, die für eine genaue Diagnose einer Krankheit wie der Leberzirrhose verwendet werden kann. Die Muster, die wir gefunden haben, spiegeln die Komplexität des Mikrobioms wider und zeigen, wie sich die Darmgesundheit wahrscheinlich auf die Krankheit auswirkt”, berichtet Studienautor Tae Gyu Oh.
Mikrobiomsignatur an unabhängigen Patientenpopulationen getestet
Die Forschenden wendeten dann die Mikrobiomsignatur auf zwei unabhängige Patientenpopulationen aus China und Italien an. Das Team konnte so Zirrhose bei über 90 Prozent der Patienten genau identifizieren, was die Leistungsfähigkeit und Genauigkeit des Algorithmus bei verschiedenen genetischen Eigenschaften und Ernährungsgewohnheiten bestätigt.
Neue Diagnosemethode steht erst am Anfang
Es ist bemerkenswert, dass eine Darmmikrobiom-Signatur von Personen aus Südkalifornien genutzt werden konnte, die Zirrhosen in zwei unabhängigen Kohorten in China und Italien vorherzusagen, betont das Forschungsteam. Die Möglichkeiten der Nutzung des Mikrobioms als diagnostisches Werkzeug stehen ihrer Ansicht nach erst am Anfang stehen.
Weitere Forschung ist geplant
In Zukunft soll der kausale Zusammenhang zwischen dem Mikrobiom und Lebererkrankungen weiter untersucht werden. Beispielsweise soll überprüft werden, ob die Wiederherstellung von Teilen des Mikrobioms zu einer Rückbildung der Krankheit führt oder die Entfernung bestimmter Bakterien die Krankheit verschlimmert. Die Forschenden hoffen, dass dieser Ansatz zur Charakterisierung weiterer Erkrankungen genutzt werden kann, wie beispielsweise entzündliche Darmerkrankungen, Darmkrebs, Alzheimer und andere Krankheiten, die durch ein dysreguliertes Mikrobiom wahrscheinlich beeinflusst werden. (as)
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