Wie beeinflusst das Darmmikrobiom die Entstehung und Behandlung von Krebs? Mit dieser Frage beschäftigt sich die Biotechnologin Lu Jiang in einem Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs SFB 1382 „Die Darm-Leber-Achse – Funktionelle Zusammenhänge und therapeutische Strategien“ unter der Leitung von Professor Oliver Pabst vom Institut und Lehrstuhl für Molekulare Medizin.
Als Doktorandin in der Arbeitsgruppe von Professor Kai Markus Schneider, Klinik für Gastroenterologie, Stoffwechselerkrankungen und Internistische Intensivmedizin der Uniklinik RWTH Aachen, erforscht sie die Wechselwirkungen zwischen Darmmikrobiom, Immunsystem und Leberkrebs. Im Interview gibt Jiang Einblicke in ihre Forschung und erklärt, warum die Darm-Leber-Achse eine wichtige Rolle für den Erfolg von Immuntherapien spielt.
Warum reagieren Krebspatientinnen und -patienten so unterschiedlich auf die gleiche Therapie?
Jiang: Dass Patientinnen und Patienten trotz derselben Krebsart und identischer Behandlung sehr unterschiedlich auf eine Therapie reagieren, gehört zu den großen ungelösten Fragen der modernen Krebsmedizin. Bisher wurde vor allem untersucht, welche genetischen Faktoren dabei eine Rolle spielen. Wir erweitern diese Perspektive und betrachten zusätzlich Einflüsse aus dem sogenannten äußeren Umfeld des Körpers. Dazu gehört insbesondere der Darm mit seinen Milliarden von Mikroorganismen. Immer mehr Studien zeigen, dass die Zusammensetzung des Darmmikrobioms das Immunsystem beeinflussen kann. Da das Immunsystem wiederum entscheidend für den Erfolg einer Immuntherapie ist, könnte das Mikrobiom mit darüber bestimmen, ob eine Behandlung gut wirkt oder nicht.
Welche Art von Krebs untersuchen Sie und welche Rolle spielt das Immunsystem bei Ihrer Forschung?
Jiang: Wir beschäftigen uns mit dem hepatozellulären Karzinom, kurz HCC. Das ist die häufigste Form von Leberkrebs und leider eine Erkrankung mit oft schlechter Prognose. Die Darm-Leber-Achse steht hierbei im Fokus unserer Forschung. Der Darm befindet sich über verschiedene Stoffwechselprodukte und Immunmechanismen in engem Austausch mit der Leber. Wir untersuchen, wie Signale aus dem Darm das Immunsystem in der Leber beeinflussen und damit den Erfolg einer Krebstherapie mitbestimmen. Das Immunsystem spielt eine zentrale Rolle, weil moderne Immuntherapien die körpereigenen Abwehrzellen – insbesondere T-Zellen – dabei unterstützen, Krebszellen gezielt anzugreifen. Allerdings sprechen nicht alle Patientinnen und Patienten gleichermaßen auf diese Behandlungen an. Wir möchten besser verstehen, welche Faktoren darüber entscheiden, ob das Immunsystem einen Tumor erfolgreich bekämpfen kann oder nicht.
Welche Rolle spielt die Darm-Leber-Achse in Ihrer Forschung?
Jiang: Die Leber ist über die Pfortader mit dem Darm verbunden. Dadurch gelangen Stoffwechselprodukte, Bakterienbestandteile und andere Signale aus dem Darm unmittelbar in die Leber. Deshalb betrachten wir Lebertumoren nicht isoliert, sondern im Zusammenhang mit dem Darm-Leber-System. Im Mittelpunkt unserer Arbeit steht ein Molekül namens NLRP6. Es ist Teil des angeborenen Immunsystems und kommt vor allem in den Epithelzellen des Darms vor. NLRP6 trägt dazu bei, das Gleichgewicht zwischen dem Körper und den Darmbakterien aufrechtzuerhalten. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Veränderungen von NLRP6 die Zusammensetzung des Darmmikrobioms und die Bildung bestimmter bakterieller Stoffwechselprodukte beeinflussen können. Diese Veränderungen wirken sich wiederum auf Immunzellen in der Leber aus. Auf diese Weise entsteht eine Verbindung zwischen Darmbakterien, Immunsystem und Tumorentwicklung. In unseren Tiermodellen beobachten wir, dass bestimmte Veränderungen in diesem System mit einer stärkeren Aktivierung von T-Zellen und einer geringeren Tumorlast verbunden sind. Das deutet darauf hin, dass die Darm-Leber-Achse eine wichtige Rolle für die Immunantwort gegen Lebertumoren spielt.
Was könnte Ihre Forschung langfristig für Betroffene bedeuten?
Jiang: Unsere Arbeit bewegt sich im Bereich der Grundlagenforschung. Das Ziel ist zunächst, die biologischen Mechanismen hinter der Erkrankung und den unterschiedlichen Therapieantworten besser zu verstehen. Bis daraus konkrete Anwendungen für die Klinik entstehen, ist es noch ein weiter Weg. Langfristig könnten solche Erkenntnisse jedoch helfen, Therapien gezielter auszuwählen und besser vorherzusagen, welche Patientinnen und Patienten von einer bestimmten Behandlung profitieren. Außerdem könnte ein tieferes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Darm, Immunsystem und Leberkrebs neue therapeutische Ansätze ermöglichen und die Erfolgschancen bestehender Behandlungen weiter verbessern.