Darmmikrobiom-Untersuchung von onkologischen Patienten mit und ohne VRE-Langzeitbesiedlung
Team
Die Arbeitsgruppe besteht aus einem interprofessionellen Team unter der Leitung von Prof. Dr. med. Stefanie Kampmeier am Universitätsklinikum Würzburg mit Interaktion zum Institut für Hygiene und Mikrobiologie der Universität Würzburg. Es vereint Wissenschaftler aus den Bereichen der Human- und Zahnmedizin, der Biologie, der Biotechnologie und der Gesundheitswissenschaften und fokussiert auf die individuelle Prävention von multiresistenten Infektionserregern bei kritisch kranken Patienten. Frau Helene Demund, Assistenzärztin in der Krankenhaushygiene und Medizindoktorandin in der Arbeitsgruppe, wird das Forschungsprojekt betreuen (siehe Abbildung 1).
Abbildung 1: Links: Mitglieder der Arbeitsgruppe. Rechts: Medizindoktorandin Helene Demund bei der Erregerisolierung.
Motivation und Innovation
Krankenhausinfektionen, vor allem solche mit multiresistenten Infektionserregern, bedeuten eine große Bedrohung im klinischen Alltag, da sie mit hoher Krankheitslast und Übersterblichkeit verbunden sind. Mit hygienischen Strategien wie Händehygiene, Oberflächendesinfektion und Kontaktisolierung können Infektionen oft vermieden werden. Die Kontaktisolierung ist dabei eine wirkungsvolle Methode, um Übertragungsketten zu unterbrechen, jedoch für Patienten und das Klinikpersonal herausfordernd, da das psychische Wohlbefinden und auch die Qualität der individuellen medizinischen Versorgung leiden.
Unsere Arbeitsgruppe möchte daher herausfinden, welche Patienten einerseits von intensivierten Hygienemaßnahmen zur Vermeidung invasiver Infektionen profitieren und andererseits keine Beeinträchtigungen in der Versorgung erfahren. In diesem Zusammenhang konzentrieren wir uns auf die Identifizierung von Pathogen-spezifischen sowie Patienten- und Umwelt-bezogenen Faktoren, um eine individualisierte, risikoadaptierte Medizin zu entwickeln und Infektionen vorzubeugen.
Welche Ziele verfolgt das Projekt?
Die Langzeitbesiedlung (>10 Wochen) mit Vancomycin-resistenten Enterokokken (VRE) ist ein entscheidender Risikofaktor in der Entwicklung einer invasiven Infektion bei onkologischen Patienten mit diesem multiresistenten Bakterium. Welche Faktoren eine VRE-Langzeitbesiedlung begünstigen, ist allerdings derzeit nicht ausreichend geklärt.
Mit dem geschilderten Forschungsvorhaben soll herausgefunden werden, ob es einen Unterschied in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms bei VRE-Langzeit-besiedelten Patienten im Vergleich zu Kurzzeit-besiedelten Patienten gibt. Hierdurch erhoffen wir uns ein tieferes Verständnis von mikrobiellen Faktoren zu erlangen, um einerseits bei Kenntnis der Darmmikrobiom-Zusammensetzung eine Vorhersage zur Langzeitbesiedlungswahrscheinlichkeit zu treffen und anderseits Patienten-individuelle Infektionspräventionsstrategien zu entwickeln.
Abbildung 2: Links: Die Arbeitsgruppe im hygienisch-mikrobiologischen Labor. Rechts: Verwandt-schaftsbaum von VRE-Genomen (Quelle: doi.10.3390/microorganisms7100400)
Ansatz des Forschungsprojektes
Patienten mit positivem VRE-Screeningabstrich, die in der Medizinischen Klinik II des Universitätsklinikums Würzburg behandelt werden, werden zur Teilnahme an der Studie eingeladen. Bei Zustimmung wird ein zusätzlicher Rektalabstrich zur Mikrobiomanalyse entnommen. Um die Zusammensetzung des Mikrobioms und die Häufigkeit der jeweiligen Bakteriengruppen zu erfassen, werden die 16S-rRNA-Sequenzierung und die quantitative PCR (qPCR) eingesetzt. Mit der Sequenzierung der 16S-rRNA, werden die Bakterienspezies identifiziert. Die qPCR ermöglicht, die Häufigkeit der Bakteriengruppen der Stuhlprobe zu erfassen.
Der VRE-Status der Patienten wird nach einem Zeitraum von 10 Wochen eingesehen und die Patienten in zwei Gruppen eingeteilt: Langzeit- und Kurzzeitbesiedelung. Patienten, bei denen VRE im Rektalabstrich nach 10 Wochen noch nachweisbar sind, bilden die Gruppe der Langzeitbesiedler. Inwiefern sich das Mikrobiom der Patienten zusammensetzt und zwischen den Gruppen unterscheidet, wird anschließend analysiert.
Welche Krebserkrankung soll behandelt werden?
Das Forschungsvorhaben richtet sich an onkologische Patienten, die mit VRE kolonisiert sind und überwiegend an akuten Leukämien und anderen hämatologischen Erkrankungen leiden.
Warum soll das Forschungsprojekt unterstützt werden?
Neben der zugrundeliegenden Krebserkrankung stellen Langzeitbesiedlungen mit VRE das größte Risiko für Infektionen mit diesem Erreger dar. Daher sind substantielle Erkenntnisse darüber notwendig, welche Veränderungen im Darmmikrobiom eine VRE-Langzeitbesiedlung beeinflussen. Mithilfe der Erkenntnisse dieser Studie könnten Strategien entwickelt werden, um Infektionen mit VRE vorherzusagen und präventiv zu unterbinden. Somit trägt diese Studie entscheidend dazu bei, die Lebensqualität und Überlebenswahrscheinlichkeit unserer Patienten zu verbessern.