Melanom: Immuntherapie bei Hautkrebs durch ballaststoffreiche Ernährung verbessern

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Torsten Lorenz, Beitrag vom 25. Dezember 2021

Wie sich schwarzer Hautkrebs (Melanom) wirksamer behandeln lässt: Laut einer wissenschaftlichen Studie kann eine ballaststoffreiche Ernährung bei einigen Menschen, die wegen eines Melanoms (schwarzer Hautkrebs) behandelt werden, das Ansprechen auf eine Immuntherapie verbessern, indem sie das Darmmikrobiom beeinflusst.

Die Studienergebnisse des National Cancer Institute und der University of Texas, die sowohl Menschen mit Melanom als auch Maus-Modelle mit dieser Krankheit untersuchten, wurden in dem Fachmagazin Science veröffentlicht.

Unter den Studienteilnehmerinnen und Studienteilnehmern mit fortgeschrittenem Melanom, die sich einer Immuntherapie mit Immun-Checkpoint-Blockern unterzogen, überlebten diejenigen, die mindestens 20 Gramm Ballaststoffe pro Tag zu sich nahmen, am längsten, ohne dass ihre Krankheit fortschritt.

Die Einnahme von probiotischen Nahrungsergänzungsmitteln schien die Wirksamkeit von Behandlungen mit Immun-Checkpoint-Blockern hingegen etwas zu verringern. Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die in der Regel als Nahrungsergänzungsmittel zur Verbesserung der Darmgesundheit eingenommen werden.

Laut Dr. Giorgio Trinchieri vom National Cancer Institute deuten die Forschungsergebnisse darauf hin, dass die Zusammensetzung der Darmmikrobiota gezielt beeinflusst und die Fähigkeit des Patienten, auf eine Immuntherapie anzusprechen, verbessert werden kann.

Der Verzehr von ballaststoffreichen Lebensmitteln wie Gemüse, Hülsenfrüchte und Obst kann den Forschern zufolge dabei helfen, besser auf eine Immuntherapie anzusprechen.

Eine Immunbehandlung mit Immun-Checkpoint-Blockern hilft, die natürliche Fähigkeit des Immunsystems, Tumorzellen zu erkennen und abzutöten, wiederherzustellen. Bei Melanomen (schwarzer Hautkrebs) haben sich diese Medikationen als wegweisend erwiesen, da sie die Lebenserwartung von Menschen mit fortgeschrittener Erkrankung zum Teil um Jahre verlängern.

Allerdings können Immun-Checkpoint-Blocker bei vielen Patientinnen und Patienten das Wachstum der Krebszellen nicht stoppen. In mehreren wissenschaftlichen Studien wurde bereits festgestellt, dass die Zusammensetzung der Darmbakterien die Reaktion auf eine Immuntherapie beeinflussen kann.

Die Frage ist, ob es möglich ist, die Zusammensetzung der Bakterienart im Darm zu verändern und die Fähigkeit des Patienten zu verbessern, auf die Therapie anzusprechen.

In einer vorherigen wissenschaftlichen Studie zeigten Forscher, dass einige Melanom-Patienten, die zunächst nicht auf eine Behandlung mit einem Immun-Checkpoint-Blocker ansprachen, nach einer Stuhltransplantation (fäkale Mikrobiota-Transplantation, FMT) auf die Behandlung ansprachen.

Daraus folgerten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass durch eine fäkale Mikrobiota-Transplantation andere Darmbakterien eingeführt wurden, die es den Immunzellen erleichterten, in den Tumor einzudringen und ihn abzutöten.

Auch der Verzehr von Ballaststoffen und die Einnahme probiotischer Präparate beeinflussen nachweislich die Zusammensetzung der Darmbakterien.

Immer mehr Krebspatienten nehmen probiotische Präparate ein, um ihre Darmgesundheit zu verbessern, aber es ist wenig darüber bekannt, wie Probiotika – die die Zusammensetzung der Darmbakterien grundlegend verändern – das Ansprechen auf eine Immuntherapie beeinflussen, so die Forscher.

Unklar war bislang auch der Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Ballaststoffen und dem Ansprechen auf eine Immuntherapie. Eine Studie unter der Leitung von Dr. Romina Goldszmid, ebenfalls vom National Cancer Institute, zeigte jedoch, dass Mäuse, die mit einer Ernährung reich an Pektin, einem Ballaststoff, der reichlich in Äpfeln vorkommt, gefüttert wurden, in der Lage waren, das Tumorwachstum aufzuhalten, indem sie Immunzellen aktivierten und die Mikroumgebung des Tumors umprogrammierten.

In der vorliegenden Studie untersuchten die Forscherinnen und Forscher die Zusammensetzung der fäkalen Mikroorganismen (der Darmmikrobiota), die Essgewohnheiten und die Einnahme probiotischer Präparate bei Patienten, die wegen eines fortgeschrittenen Melanoms mit Immun-Checkpoint-Blockern behandelt wurden.

Von den 128 Patienten, deren Ballaststoffaufnahme bekannt war, lebten diejenigen, die angaben, mindestens 20 Gramm Ballaststoffe pro Tag zu sich zu nehmen, länger, ohne dass sich ihre Krebserkrankung weiterentwickelte, verglichen mit denjenigen, die weniger Ballaststoffe zu sich nahmen.

Jede Erhöhung der täglichen Ballaststoffzufuhr um 5 Gramm entsprach einem um 30 Prozent geringeren Risiko für das Fortschreiten der Krankheit.

Des Weiteren untersuchten die Forscherinnen und Forscher die Auswirkungen von Ballaststoffen auf das Ansprechen auf eine Behandlung mit Anti-PD-1-Medikamenten, einer Kategorie von Immun-Checkpoint-Blockern, in speziellen Mausmodellen.

Um die unterschiedlichen Ernährungsgewohnheiten der Melanompatienten zu imitieren, fütterten sie die Mäuse entweder mit einer ballaststoffreichen oder einer ballaststoffarmen Ernährung, injizierten den Mäusen Melanomzellen und behandelten sie anschließend mit einer Anti-PD-1-Therapie.

Bei Mäusen, die eine ballaststoffreiche Ernährung erhielten, verzögerte sich das Tumorwachstum nach der Anti-PD-1-Behandlung im Vergleich zu Mäusen mit einer ballaststoffarmen Ernährung.

Ein möglicher Mechanismus, durch den Ballaststoffe ihre positive Wirkung entfalten, besteht den Forschern zufolge darin, dass sie die Arten von Bakterien im Darm, wie beispielsweise Ruminococcaceae, erhöhen, die wiederum hohe Mengen bestimmter kurzkettiger Fettsäuren produzieren, die eine antitumorale Wirkung haben.

Die Forscherinnen und Forscher haben bei Mäusen, die mit einer ballaststoffreichen Ernährung gefüttert wurden, einen Anstieg einer dieser kurzkettigen Fettsäuren, Propionat, festgestellt.

Ferner wiesen diejenigen Patienten, deren Krebs auf die Immuntherapie ansprach, eine größere Menge an Ruminococcaceae-Bakterien in ihrer Darmmikrobiota auf als diejenigen, die nicht auf die Therapie ansprachen.

Die Forscher untersuchten auch die Auswirkungen von Probiotika auf die Darmbakterien in einem Mausmodell zur Behandlung von Melanomen.

Mäuse, die mit Probiotika gefüttert wurden, sprachen weniger auf die Behandlung mit Anti-PD-L1-Medikamenten an und entwickelten größere Tumore als die Mäuse der Kontrollgruppe. Weitere Analysen ergaben, dass Mäuse, die Probiotika erhielten, geringere Mengen an tumorabtötenden Immunzellen aufwiesen, was auf eine geschwächte Immunreaktion schließen lässt.

In der Studie am Menschen gab fast ein Drittel der Patienten an, innerhalb des letzten Monats ein probiotisches Präparat eingenommen zu haben.

Obwohl die Forscher anmerkten, dass es aufgrund der geringen Stichprobengröße und der Vielfalt der von den Patienten eingenommenen Probiotika schwierig war, endgültige Schlussfolgerungen über den Zusammenhang zwischen der Einnahme von Probiotika und dem Ansprechen auf Immun-Checkpoint-Blocker zu ziehen, stellten sie fest, dass die Patienten, die die höchsten Mengen an Ballaststoffen zu sich nahmen und keine Probiotika einnahmen, am längsten überlebten.

Die Auswirkungen von Ballaststoffen und Probiotika auf die Darmmikrobiota sind nur ein Teil des Gesamtbildes. Viele Faktoren können die Fähigkeit von Patienten mit Melanomen (schwarzer Hautkrebs) beeinflussen, auf eine Immuntherapie anzusprechen, erklärt Dr. Giorgio Trinchieri vom National Cancer Institute.

Aus den vorliegenden Daten geht jedoch hervor, dass die Mikrobiota einer der wichtigsten Faktoren zu sein scheint. Die Studienergebnisse legen seiner Meinung nach auch den Schluss nahe, dass es für Krebspatientinnen und Krebspatienten, die sich einer Immuntherapie unterziehen, wahrscheinlich besser ist, keine handelsüblichen Probiotika zu verwenden.

Häufigkeit von schwarzen Hautkrebs

Das maligne Melanom (schwarzer Hautkrebs) ist eine besonders schwere Form von Hautkrebs und verursacht die meisten hautkrebsbedingten Todesfälle.

Dieser Tumor, der in der Regel die Haut, aber auch den Darm und das Auge (Aderhautmelanom) befällt, ist aufgrund seiner Eigenschaft, Metastasen zu bilden, sehr aggressiv.

Hautkrebs ist die häufigste Krebsart in den USA. Ungefähr einer von fünf Erwachsenen wird im Laufe seines Lebens an Hautkrebs erkranken.

In in Deutschland sind es pro Jahr mehr als 20.000 Menschen, die an schwarzem Hautkrebs (maligne Melanom) erkranken. Wird der Hautkrebs zu spät erkannt, ist die Behandlung schwierig.

Erkennung von Hautkrebs mithilfe von künstlicher Intelligenz

Wissenschaftler des University of Hawaiʻi Cancer Center haben in einer Studie die Erkennung von Hautkrebs mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) erforscht.

Die Forscher entwickelten und trainierten erfolgreich eine KI-Plattform zur Klassifizierung verschiedener Arten von Hautläsionen. Die Ergebnisse wurden in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Melanoma Research veröffentlicht.

Die Studie mit dem Titel „The Potential of Using Artificial Intelligence to Improve Skin Cancer Diagnoses in Hawaiʻi’s Multiethnic Population“ wurde von den Forschern des UH Cancer Center, Kevin Cassel und John Shepherd, und Mark Lee Willingham Jr. durchgeführt.

Die Wissenschaftler programmierten eine neu entwickelte KI-Plattform, um eine Reihe nicht identifizierter Bilder von pigmentierten Hautläsionen, die zuvor klinisch als Melanom oder Nicht-Melanom diagnostiziert worden waren, zu identifizieren und zu kennzeichnen.

Um die Leistung der KI-Plattform bei der Erstellung einer genauen Diagnose zu bewerten, wurden die Bilder sowohl von einem Gremium lokaler Dermatologen als auch von der KI-Plattform beurteilt.

Dabei zeigte sich, dass die Kombination der Ergebnisse von der KI-Plattform und den Dermatologen die Gesamtgenauigkeit der Hautkrebs-Diagnosen erhöhte.

Die Studie unterstützt den Einsatz von KI als Teil einer effizienten Strategie zur Bewertung von Hautläsionen, um den Zeit- und Kostenaufwand für die Diagnose von Hautläsionen zu verringern und so Behandlungsverzögerungen zu vermeiden.

Ziel der Studie war es, die Entwicklung einer Anwendung zur Klassifizierung von Hautläsionen zu unterstützen, mit der bestimmt werden kann, wie dringend ein Patient behandelt werden sollte.

National Cancer Institute (NCI) / University of Texas MD Anderson Cancer Center / Christine N. Spencer et al, Dietary fiber and probiotics impact the gut microbiome and melanoma immunotherapy response, Science (2021). DOI: 10.1126/science.aaz7015

University of Hawaiʻi Cancer Center  / Mark Lee Willingham et al, The potential of using artificial intelligence to improve skin cancer diagnoses in Hawai’i’s multiethnic population, Melanoma Research (2021). DOI: 10.1097/CMR.0000000000000779

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