Veränderte Lunge, verändertes Mikrobiom

Bei einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung, kurz COPD, kann es mit der Zeit zu strukturellen Veränderungen in der Lunge kommen. Wissenschaftler konnten zeigen, dass diese Änderungen nicht nur das Organ selbst betreffen, sondern auch die Bakterien, die in ihm leben.

Raucherlunge | Dr. Edwin P. Ewing, Jr./CDC, public domain

Husten, Atembeschwerden und starke Schleimproduktion der Lunge sind typische Symptome einer COPD. Die Krankheit wird oft durch Rauchen ausgelöst und könnte nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO im Jahr 2030 die dritthäufigste Todesursache weltweit sein. „Innerhalb der COPD gibt es verschiedene Subtypen, die sich beispielsweise durch quantitative Computertomographie (qCT) nachweisen lassen“, erklärt PD Dr. Wolfgang zu Castell, Leiter der Abteilung Scientific Computing (ASC) am Helmholtz Zentrum München. „Wir wollten untersuchen, ob sich das Mikrobiom der Lunge in Abhängigkeit dieser Subtypen verändert“, ergänzt Prof. Dr. Michael Schloter, Leiter der Abteilung für vergleichende Mikrobiomanalysen (COMI) am Helmholtz Zentrum München.

Mikrobiom und CT Scans analysiert

Dazu untersuchten Wissenschaftler beider Abteilungen Proben von neun gesunden und 16 erkrankten Probandinnen und Probanden. Diese hatten an der europaweiten EvA (Emphysema versus Airway Disease) Studie zu Lungenerkrankungen teilgenommen. Zum einen analysierten die Forscher die Lungen mittels qCT und ordneten die Patienten gegebenenfalls den COPD-Subtypen zu. Zum anderen nutzten sie Abstriche der Lungen, um anhand bestimmter Markergene die Zusammensetzung des Lungenmikrobioms zu bestimmen.

Infografik zur Publikation Engel et al. | Helmholtz Zentrum München / Marion Engel

„Dabei konnten wir zeigen, dass die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft in der Lunge von COPD-Patienten ohne Veränderungen der Lungenstruktur der von Gesunden sehr ähnlich ist“, erklärt Dr. Marion Engel, Wissenschaftlerin in der Arbeitsgruppe Komplexe Systeme bei ASC und Erstautorin der Studie. „Dahingegen unterscheidet sich das Lungenmikrobiom von Erkrankten mit strukturellen Veränderungen der Lunge signifikant von denen der beiden anderen Gruppen, und das unabhängig von der Schwere der Erkrankung.“

Streptokokken unter Verdacht

Der Studie zufolge treten in strukturell veränderten Lungen besonders oft Streptokokken auf. Zu dieser Gattung gehören viele pathogene Vertreter, die auch häufig bei Exazerbationen nachgewiesen werden. In der Lunge von Gesunden dagegen fanden sich vermehrt Bakterien der Gattung Prevotella, denen auch eine Reihe von probiotischen Eigenschaften zugeschrieben werden.

Zusammengefasst deuten die Ergebnisse darauf hin, dass bei bestimmten Subtypen einer COPD Veränderungen der Bakteriengemeinschaften in der Lunge auftreten, die die Ansiedlung potentiell krankheitserregender Bakterien begünstigen können, so die Autoren. Im Sinne einer personalisierten Therapie sei es daher sinnvoll, auch das Mikrobiom im Blick zu haben: Etwa bei einer Abwägung, ob bei einem Patienten mit bestimmten COPD-Subtyp Antibiotika oder Glukokortikoide verabreicht werden. (idw, red)

Hintergrundinformation:

Dass Bakterien in der Lunge vorkommen, ist vollkommen normal. Auch war bereits bekannt, dass sich die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaften in der Lunge von Menschen mit COPD mit fortschreitender Erkrankung verändert und pathogene Bakterien und Viren eine Verschlechterung des Gesundheitszustands verursachen können, so die Autoren. Neu ist vor allem, dass strukturelle, im CT nachweisbare Veränderungen in der Lunge COPD-Kranker im Zusammenhang mit der Zusammensetzung des Lungenmikrobioms stehen, nicht aber die Schwere der Erkrankung.

Literatur:

Engel, M. et al. (2017): Influence of Lung CT Changes in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) on the Human Lung Microbiome. PLOS ONE, DOI: 10.1371/journal.pone.0180859.