Ein wichtiger Indikator dafür, ob sich der Zustand von PatientInnen mit rheumatoider Arthritis im Laufe der Krankheit bessert, könnte in ihrem Darm liegen, so eine neue Forschungsarbeit des Zentrums für Individualisierte Medizin der Mayo Clinic (USA).
Die Studie ergab, dass eine Beurteilung der zukünftigen Prognose eines Patienten mit rheumatoider Arthritis möglich sein könnte, indem man das Darmmikrobiom genau untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Billionen von Bakterien, Viren und Pilzen, die den Magen-Darm-Trakt bewohnen und der Verlauf der rheumatoiden Arthritis zusammenhängen.
Rheumatoide Arthritis ist eine chronische entzündliche Erkrankung, die durch Gelenkentzündungen und -schmerzen gekennzeichnet ist und schließlich zu Funktionsverlust in den Fingern, Handgelenken und anderen Gelenken des Körpers, Knochen- und Knorpelabbau, Gelenkverformungen und Bewegungseinschränkungen führen kann. Sie entsteht, wenn das Immunsystem fälschlicherweise körpereigenes Gewebe angreift, z. B. die Membranen, die die Gelenke auskleiden.
Die Ursachen der rheumatoiden Arthritis sind nicht vollständig bekannt. Möglicherweise spielt die genetische Disposition, die mit dem Immunsystem zusammenhängt, eine Rolle. Umweltfaktoren wie Rauchen, Ernährung und Stress können ebenfalls eine Rolle bei der Entstehung der Krankheit spielen. Die Behandlung umfasst in der Regel Medikamente zur Schmerzlinderung und Entzündungshemmung.
Die Studie
Für die Studie führte das Team eine umfassende genomische Präzisionsanalyse, die so genannte Shotgun-Metagenom-Sequencing, an Stuhlproben von 32 Patienten mit rheumatoider Arthritis durch, die bei zwei separaten klinischen Aufenthalten entnommen wurden. Die Forschenden untersuchten den Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und den kleinsten bedeutsamen Veränderungen der klinischen Krankheitsaktivität.
Sie fanden mehrere Merkmale des Darmmikrobioms, die mit der zukünftigen Prognose zusammenhängen. Bei der Untersuchung der Darmmikrobiom-Profile zu Beginn der Studie konnten signifikante Unterschiede zwischen den PatientInnen feststellen, bei denen sich die Krankheit schließlich besserte, und denen, bei denen dies nicht der Fall war. Interessant ist außerdem, dass die gesammelten Daten darauf hindeuten, dass das Darmmikrobiom je nach klinischem Ergebnis nicht nur in unterschiedlichen ökologischen Zuständen beginnt, sondern auch unterschiedlich wächst und sich entwickelt.
Als Nächstes untersuchten die Forscher mit Hilfe von Deep-Learning-Künstlicher Intelligenz (KI), ob sie vorhersagen können, ob ein Patient eine klinische Verbesserung erreicht. Insgesamt lag die Vorhersagegenauigkeit bei 90 %, was den Nachweis erbrachte, dass die Integration von Darmmikrobiom und KI-Technologie theoretisch einen Weg zur Vorhersage des Krankheitsverlaufs bei rheumatoider Arthritis darstellen könnte.
Bei weiterer Ausarbeitung dieses Ansatzes könnten solche prognostischen Biomarker PatientInnen identifizieren, die mit einer bestimmten Therapie eine frühe klinische Besserung erreichen und ihnen so die Kosten und Risiken anderer Therapien ersparen, die wahrscheinlich weniger wirksam sind. Umgekehrt können PatientInnen erkennen, bei denen eine Verbesserung der Krankheitssymptome weniger wahrscheinlich ist, und es den Ärzten vielleicht ermöglichen, sie gezielter zu behandeln und zu überwachen. Weitere Forschung und Weiterentwicklung des Ansatzes sind nötig, um das Verständnis der Krankheit zu vertiefen Es bleibt noch viel zu tun, jedoch sind erste Schritte, hin zu einer individualisierten Behandlung für Patientinnen mit rheumatoider Arthritis, getan. Weitere Forschung und Ausarbeitung des Ansatzes sind nötig, um das Verständnis der Krankheit zu vertiefen.
Gesundheit beginnt im Darm
Wissenschaftler vermuten schon seit einiger Zeit, dass das Darmmikrobiom bei rheumatoider Arthritis sowie bei vielen anderen Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen eine Rolle spielt. Die enorme Population von Mikroben hilft bei der Verdauung der Nahrung, reguliert das Immunsystem und schützt vor pathogenen Bakterien. Die Forscher betonen, dass das Mikrobiom eines jeden Menschen einzigartig ist und aus einer komplexen Mischung aus genetischen, Ernährungs- und Umwelteinflüssen besteht. Diese Unterschiede geben Aufschluss darüber, warum die Symptome bei Patienten mit rheumatoider Arthritis so stark variieren, was wiederum die Behandlung und die Vorhersage des klinischen Erfolgs so schwierig macht.
Die Studie ist die zweite aktuelle Untersuchung von Dr. Sung und Dr. Davis zur rheumatoiden Arthritis und unterstreicht die wichtige Partnerschaft zwischen Computerbiologen und Klinikern bei der Lösung komplexer medizinischer Probleme. Gemeinsam sind sie auf dem Weg, eine Reihe neuer datengesteuerter Instrumente zu entwickeln, die bei der Früherkennung, Diagnose, Prognose und Behandlung von rheumatoider Arthritis helfen sollen. So wollen die Forscher Wege finden, ihre Erkenntnisse in neue Biomarker und Therapien umzusetzen.
Sie kommen zu dem Schluss, dass Veränderung des Darmmikrobioms zur Verbesserung der klinischen Ergebnisse eine vielversprechende zukünftige Behandlung für rheumatoide Arthritis sein, und die Art und Weise, wie PatientInnen zukünftig versorgt werden, revolutionieren könnte.