FMT-Vorbereitung und therapeutische Wirksamkeit

Die fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT) hat sich als wirksame Therapie für entzündliche Darmerkrankungen erwiesen und könnte auch bei anderen Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts eingesetzt werden. In dieser Zusammenfassung werden die Ergebnisse von vier Studien vorgestellt, die sich mit den Auswirkungen der Sauerstoffzufuhr während der FMT-Zubereitung und den nachgeschalteten Effekten auf die bakterielle Lebensfähigkeit und Vielfalt sowie die klinischen Ergebnisse befassen.

Studie 1: Bakterielle Lebensfähigkeit in Fäkaltransplantaten

(Papanicolas, et al., 2019) untersuchte die Auswirkungen von 2 FMT-Verarbeitungsprotokollen (aerob vs. anaerob) auf die Lebensfähigkeit und Diversität des Stuhlmikrobioms mittels qPCR und 16S rRNA-Amplikon-Sequenzierung. Die Studie ergab, dass unter streng anaeroben Bedingungen verarbeitete Stühle eine höhere bakterielle Lebensfähigkeit aufwiesen als Stühle, die Umgebungsluft ausgesetzt oder aufgetaut wurden. Die Verarbeitung in Umgebungsluft führte zu einer bis zu 12-fachen Verringerung der Abundanz wichtiger kommensaler Taxa, was die Empfindlichkeit der bakteriellen Lebensfähigkeit gegenüber Luftsauerstoff verdeutlicht. 

3 Punkte Zusammenfassung:

• Die Stühle von 8 Spendern wurden unter streng
• anaeroben Bedingungen, in Umgebungsluft und anaerob mit Gefrier-Auftauung aufbereitet.
• Die sofort unter streng anaeroben Bedingungen aufbereiteten Stühle
• Stühle, die sofort unter streng anaeroben Bedingungen aufbereitet wurden, wiesen etwa 50 % der Bakterien als nicht lebensfähig auf (normaler Ausgangswert).
• Bei der Homogenisierung in Umgebungsluft oder beim Auftauen mit Gefriermitteln sank die Lebensfähigkeit auf 19 % bzw. 23 %.

Studie 2: FMT-Wirksamkeit bei Colitis ulcerosa

(Costello, et al., 2018) zielte darauf ab, die Wirksamkeit von anaerob vs. aerob aufbereiteter FMT bei der Einleitung einer Remission bei UC-Patienten zu bewerten. Die Studie ergab, dass eine FMT mit anaerob aufbereitetem Spenderstuhl im Vergleich zu einer FMT mit anaerob aufbereitetem Spenderstuhl eine höhere Wahrscheinlichkeit für eine Remission nach 8 Wochen ergab mit autologem Stuhl (aerobe Aufbereitung). Aufgrund früherer Arbeiten gingen die Autoren bereits davon aus, dass die anaerobe Aufbereitung von Stuhl für die FMT eine bessere klinische Wirksamkeit bietet.

3 Punkte Zusammenfassung:

• 73 Erwachsene mit leichter bis mittelschwerer aktiver UC wurden in eine multizentrische, randomisierte, doppelblinde klinische Studie aufgenommen.
• Die Patienten erhielten nach dem Zufallsprinzip entweder anaerob aufbereitete gepoolte Spender-FMT (n = 38) oder autologe (aerob aufbereitete) FMT (n = 35) mittels Koloskopie, gefolgt von zwei Einläufen über 7 Tage.
• In Woche 8 erreichten die Erwachsenen, die anaerob und aerob aufbereitete FMT erhielten, eine Remissionsrate von 32 % (12/38) bzw. 9 % (3/35).

Studie 3: Anaerobe vs. aerobe Fäkalienaufbereitung

(Shimizu, et al., 2021) untersuchte die Auswirkungen der anaeroben und aeroben Aufbereitung von Fäkalien auf die Zusammensetzung der lebensfähigen Mikrobiota für FMT. In der Studie wurde hervorgehoben, dass die anaerobe Aufbereitung zur Beibehaltung der obligaten Anaerobier beitrug und damit dem Rückgang der obligaten Anaerobiergruppen während des Mischvorgangs entgegenwirkte. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die anaerobe Aufbereitung eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Wirksamkeit der FMT spielen kann, indem sie den Transfer essentieller anaerober Bakterien in die Patienten erleichtert.

3 Punkte Zusammenfassung:

• 16S und 23S rRNA-gezielte RT qPCR wurde zur Quantifizierung lebensfähiger Bakterien in Fäkalsuspensionen verwendet. Es wurden Primer verwendet, um obligate Anaerobier und fakultative Anaerobier nachzuweisen.
• Die Auswirkungen der anaeroben gegenüber der aeroben Aufbereitung wurden anhand der Verhältnisänderung (RC) von Proben verglichen, die unmittelbar nach dem Mischen und 1 Stunde nach dem Mischen entnommen wurden.
• Die Atmosphärenbedingungen des Mischverfahrens beeinflussten den Anteil der lebenden Anaerobier. Obligate Anaerobier nahmen durch die Mischprozesse ab, aber die anaerobe Aufbereitung schwächte diesen Effekt deutlich ab.

Studie 4: Anaerobe Fäkalienaufbereitungstechniken

(Bénard, et al., 2023) führten eine umfassende Studie durch, in der die Auswirkungen von 4 Verfahren zur Verarbeitung von Spenderstühlen auf die bakterielle Lebensfähigkeit untersucht wurden. Die Ergebnisse bestätigten, dass eine strikt anaerobe Stuhlverarbeitung im Vergleich zur aeroben Verarbeitung zu einer höheren Anzahl koloniebildender Einheiten (KBE) führte. Insbesondere in Kombination mit einer kurzfristigen Lagerung des gefrorenen Materials wurde festgestellt, dass die Lebensfähigkeit der obligaten Anaerobier erhalten bleibt, was zu einem größeren klinischen Erfolg der FMT führen kann. Umgekehrt wurde die aerobe Verarbeitung mit einem verstärkten Wachstum von Bakterien in Verbindung gebracht, die bei UC-Patienten nicht auf die FMT ansprachen.

3 Punkte Zusammenfassung:

• Die bakterielle Lebensfähigkeit von 8 menschlichen Stuhlproben wurde nach anaerober und aerober Verarbeitung von gefrorenen Fäkalsuspensionen gemessen, die direkt nach der Spende verarbeitet und vor der Verarbeitung zwischengelagert wurden.
• Streng anaerobe Kultivierung führte zu höheren KBE-Zahlen (Median von 10,31 log KBE/g Kot) im Vergleich zu aeroben Kultur-KBEs (Median von 10,16 log KBE/g Kot).
• Die direkte anaerobe Aufbereitung des Spenderstuhls erwies sich gegenüber der aeroben Aufbereitung als überlegen, was die Erhaltung der bakteriellen Lebensfähigkeit vonobligaten Anaerobiern und Butyrat-produzierenden Bakterien im Zusammenhang mit dem klinischen Ansprechen auf die FMT bei Patienten mit Colitis ulcerosa.

Die untersuchten Studien unterstreichen insgesamt den signifikanten Einfluss der anaeroben Verarbeitung auf die endgültige Charakterisierung einer FMT. Die anaerobe Verarbeitung erhält nicht nur die Lebensfähigkeit und Vielfalt der essentiellen Mikrobiota, sondern trägt auch zu einer Verbesserung der klinischen Ergebnisse bei UC bei. Diese Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, bei der Vorbereitung auf die anaerobe Konditionierung zu achten, um die positiven Ergebnisse und die therapeutische Wirksamkeit der FMT zu maximieren. Weitere Forschungen in dieser Richtung sind vielversprechend, um FMT-Protokolle zu verfeinern und ihre Anwendung bei Magen-Darm-Erkrankungen voranzutreiben.

Don Whitley Scientific stellt strikte anaerobe Arbeitsstation her, die derzeit sowohl in der Forschung als auch bei behördlich genehmigten FMT-Therapien weltweit eingesetzt werden.