Freund oder Feind?

M
Microbiota
Freund oder Feind?
Was wir mit Antibiotika
alles beeinflussen!
C. Kahlert, St. Galler Infekttag 28.02.2013
HinterFragen
 Microbiom - ein neues
(bisher vergessenes) Organ?
 Microbiota – Freund oder
Feind?
 Microbiota in der Praxis?
Microbiom
– das vergessene Organ?
Entdeckung
• Historisch „Normalflora“ als Blackbox
• Technik
– DNA Sequenzierung (z.B. 16s rDNA) und
Datenbanken (Bioinformatik)
• Wissenschaft
– HMP (USA), MetaHIT (Europa)
• Microbiom als „Organ“
-> „Microbiomologie“
To characterize the diversity of
microbial life on Earth
Who is who?
TREND!
#GFMH2013
http://www.gutmicrobiotaforhealth.com
Microbiom – ein neues, bisher
vergessenes Organ?
• Definitiv ein Trend, sicher nicht nur Hype!
• Microbiom: Total aller Mikroorganismen
(Microbiota) mit Genetik und Stoffwechsel
• Microbiomologie
• Metagenom («our second genotype»)!
• Metabolom/-transkriptom (Plasmametabolite)
• Pathophysiologische Grundlage bisher ätiologisch
weniger gut zugänglicher Krankheiten?

Microbiota
– Freund oder Feind
Cho 2012, Nat Rev Genet, PMID 22411464
Einfluss auf Zusammensetzung
Ley 2011, Annu Rev Microbiol, PMID 21682646
Gut, 2013, PMID 22730468
In unserem Colon leben...
1. überwiegend grampositive Bakterien
2. überwiegend gramnegative Bakterien
3. individuell überwiegen grampositive oder
gramnegative Bakterien
Variabilität monozygote Zwillinge
Turnbaugh 2009, Nature, PMID 19043404
Taxonomie Bakterien
Gattung: B. fragilis
2012 Wikipedia
Entwicklung
Metagenom ->
Lactatverwertung
planzl.
Glykane
„adulte Microbiota“
mit ca. 2.5 Jahre
Clemente 2012, Cell, PMID 22424233
HMP, http://youtu.be/Pb272zsixSQ
Ernährung und Gesundheit im
Alter; Rolle der Microbiota
Claesson 2012, Nature, PMID 22797518
Microbiota, Nutzen
• Nährstoffe und Energie
(Metabolite, SCFA =
short chain fatty acids)
+10% Energie
• Schutz (Kolonisationsresistenz)
• Zelldifferenzierung (Epithel, zelluläre Immunität)
• Partnerwahl (!)
• Immunstimulation/Immunmodulation
Costello 2012, Science, PMID 22674335
Einfluss auf Immunfunktionen
• IgA Bildung
• Epithel (Gewebearchitektur)
– PRR (pathogen recognition receptors)
• TLR = MAMP Sensor (microbe-associated molecular
patterns; z.b. LPS, PG, Flaggelin)
CAVE: TLR-Mutationen -> Inflammation ↑
• NLR (Inflammasom = DAMP Sensor)
– Paneth-Zellen -> AMPs (antimicrobial
peptides)
• T-Zell-Differenzierung
Veldhoen 2012, Nat Rev Immunol, PMID 23007570
Lee 2010, Science, PMID 21205662
Krankheiten und Microbiota
Adipositas -> Transplantation!
Allergien, Asthma
Infektdiathese: Influenza, TBC, CD
Autoimmunerkrankungen (M. Crohn,
Diabetes, MS, RA etc.)
• Adenocarcinom Ösophagus, Colon-CA
• Autismus, Depression (can we vaccinate
against depression? PMID 22507593)
• Hypertonie?
•
•
•
•
Microbiota – Freund oder Feind?

Freund UND Feind, je nach Kontext!
Erkenntnisse explodieren
Ab ca. 2 Jahre stabile Zusammensetzung
Reichtum und Vielfalt wahrscheinlich
wesentlich für Homöostase
• Zusammenhang mit verschiedenen auch
extraintestinalen Erkrankungen
• Einflussnahme über Ernährung und
Antibiotikaeinsatz
•
•
•
•
Microbiota in der Praxis?
Probiotika?
1. Sind bei definierten Krankheiten
wirksam, weshalb ich Probiotika
einsetze
2. Sind möglicherweise wirksam, ich
setzte sie aber nicht ein
3. Sind nicht wirksam, weshalb ich
Probiotika auch nicht einsetze
4. Sind immer gut
Abreu 2012, PMID 22972842
Probiotika, Allgmeines
• Lactobacillus rhamnosus et al, Saccharomyces
boulardii, Bifidobakterien
• Joghurt versus Probiotika
• Präbiotika, Synbiotika und Postbiotika
• Nahrungsergänzung, keine Arzneimittel
• Anti-Inflammation (NF-kB, ROS), Zytoprotektion
(tight-junctions, Apoptose)
• Sicherheit
Probiotika, Indikationen?
• Therapie
– akute Gastroenteritis
– Clostridium difficile Colitis
– Hepatische Encephalopathie
NEIN
• Prophylaxe
– Antibiotika assoziierte Diarrhoe (NNT = 7)
– IBD/UC, v.a. Pouchitis (NNT = 4)
– FG, Prophylaxe NEC
• Ideen
VERSUCH
– Cytoprotection Strahlentherapie
– Turbo-Probiotic
– Pharmabiotic
?
Ciorba 2012, Clin Gastroenterol Hepatol, PMID 22504002
ANTIBIOTIKA
Borody 2011, PMID 22183182
>90% Therapieerfolg!
2013, van Nood, PMID 23323867
FG, nekrotisierende Enterokolitis
2012 Wang, PMID 22244424
Forschung KSSG/OKS
Modulation of inflammation by Lactobacillus
rhamnosus GG in pediatric patients with cystic
fibrosis
• Setting: klinische Studie OKS (Patienten,
Pneumologie), KSSG (Labor Infektiologie &
Spitalhygiene)
• Hypothese: LGG moduliert Microbiota im Darm,
vermindert intestinale und pulmonale Inflammation,
verbessert FEV1
• Outcome: pulmonale Inflammation
Pascal Müller, Christian Kahlert
Microbiota in der Praxis

• Probiotika, Präbiotika und Synbiotika in der
Prophylaxe
• Antibiotika als „Raketenangriff“ auf Microbiota
• Fäkaltransplantation bei schwerer rezidivierender C.
diff. Colitis
• Weitere Indikationen Bakteriotherapie (Hypertonie)?
• Probiotika bei FG NEC
• Ernährung?
ANTIBIOTIKA
Primum nihil nocere