Westliche Ernährung und Darmbakterien können Darmkrebs fördern

Darmkrebs zählt weltweit zu den häufigsten Krebserkrankungen. Was wir essen, kann das Risiko, daran zu erkranken, erheblich beeinflussen.

Seit Langem werden westlich geprägte Ernährungsweisen – meist fettreich und fleischlastig, aber ballaststoffarm – mit einem erhöhten Erkrankungsrisiko in Verbindung gebracht. Wie dieses Ernährungsmuster die Entstehung von Tumoren genau begünstigen könnte, war jedoch bislang unklar.

Eine neue, in der Fachzeitschrift Gut veröffentlichte Studie könnte dem Verständnis des zugrunde liegenden Mechanismus nun einen Schritt näherkommen.

Westliche Ernährung, Darmbakterien und Darmkrebs

Der Untersuchung zufolge können bestimmte Darmbakterien in den tieferen Abschnitten des Darms, die durch eine westliche Ernährungsweise begünstigt werden, eine Substanz bilden, welche das Tumorwachstum fördert.

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung deutscher Einrichtungen kombinierte Versuche mit genetisch veränderten Schweinen und Mäusen sowie im Labor gezüchtetem menschlichem Dickdarmgewebe mit der Auswertung mikrobieller Daten von Tausenden Menschen mit und ohne Darmkrebs.

Die Ergebnisse weisen auf Desoxycholsäure (DCA) hin. Diese Substanz entsteht, wenn bestimmte Darmbakterien die von der Leber gebildeten Gallensäuren chemisch umwandeln.

Gallensäuren sind für die Verdauung unverzichtbar. Sie werden in der Leber aus Cholesterin hergestellt und in den Dünndarm abgegeben, wo sie dem Körper helfen, Fette aufzuspalten und aufzunehmen.

Der größte Teil der Gallensäuren wird anschließend wieder aufgenommen und zur Leber zurückgeführt. Ein kleiner Anteil gelangt jedoch in den Dickdarm. Dort können Bakterien, die einen Prozess namens 7-alpha-Dehydroxylierung beherrschen, primäre Gallensäuren in sekundäre Gallensäuren umwandeln – darunter DCA.

Bereits zuvor wurden bei Menschen mit Darmkrebs höhere Konzentrationen von DCA sowie mehr Bakterien nachgewiesen, die diese Substanz produzieren.

Eine 2024 in Immunity publizierte Studie zeigte außerdem, dass DCA die Aktivität von Immunzellen abschwächte, die Tumoren angreifen können, und das Wachstum von Darmtumoren bei Mäusen förderte.

Frühere Untersuchungen hatten allerdings nicht belegt, ob die bakterielle DCA-Produktion westliche Ernährungsweisen unmittelbar mit der Entstehung von Darmkrebs verbindet.

Das Darmmikrobiom ist eine riesige Gemeinschaft aus Bakterien und anderen Mikroorganismen, die unseren Darm besiedeln. Es lässt sich zwar vergleichsweise einfach beproben, bildet jedoch ein komplexes Ökosystem, dessen Zusammenhänge schwer aufzuschlüsseln sind.

DCA fördert Tumoren in Schweinen und Mäusen

Um diesen Zusammenhang direkter zu prüfen, untersuchten die Forschenden zunächst genetisch veränderte Schweine, die eine Veranlagung zur Entwicklung von Polypen im Dickdarm hatten.

Erhielten die Schweine eine westliche Ernährungsweise, verschlimmerte sich die Entwicklung von Darmtumoren. Gleichzeitig stiegen die DCA-Werte im Kot, und die Epithelzellen, welche die Dickdarmschleimhaut auskleiden, vermehrten sich stärker.

Anschließend behandelte das Team einige Tiere mit Cholestyramin, einem Medikament, das Gallensäuren im Verdauungstrakt bindet, sodass sie aus dem Körper ausgeschieden werden können.

Nach der Entfernung dieser Gallensäuren trat im Dickdarm weniger übermäßige Zellvermehrung auf. Dies erhärtete den vermuteten Zusammenhang zwischen Gallensäuren und der Tumorentwicklung.

Danach wandten sich die Forschenden keimfreien Mäusen zu, deren mikrobielle Darmgemeinschaften sich präzise steuern ließen.

Das Hinzufügen DCA-produzierender Bakterien, darunter Clostridium scindens und Extibacter muris, zu fest definierten Darmmikrobengemeinschaften führte zur Bildung von DCA und erhöhte die Zahl der Dickdarmtumoren in zwei unterschiedlichen Mausmodellen für Darmkrebs.

In einem weiteren Versuch veränderten die Forschenden das Bakterium Faecalicatena contorta genetisch so, dass es die für die DCA-Produktion erforderliche Reaktion nicht mehr ausführen konnte.

Mäuse, deren Darm mit den genetisch veränderten Bakterien besiedelt war, entwickelten weniger Dickdarmtumoren als Tiere mit dem unveränderten, DCA-produzierenden Stamm.

Auch in menschlichen Dickdarmorganoiden – im Labor gezüchteten, vereinfachten Miniaturmodellen von Dickdarmgewebe – verursachten die veränderten Bakterien eine geringere Vermehrung von Epithelzellen.

Hinweise aus Daten von mehr als 2.000 Menschen

Um zu untersuchen, ob dieselbe bakterielle Maschinerie auch beim Menschen mit Darmkrebs verknüpft ist, analysierte das Team mikrobielle DNA aus Stuhlproben mehrerer menschlicher Kohorten. Der Datensatz umfasste 1.034 Personen mit Darmkrebs und 1.108 Personen ohne diese Erkrankung.

Gene, die an der DCA-Produktion beteiligt sind – insbesondere solche, die mit C. scindens und eng verwandten Bakterien zusammenhängen –, wurden bei Menschen mit Darmkrebs häufiger gefunden als bei Menschen ohne die Erkrankung.

In ihrer Gesamtheit stützen die Ergebnisse eine mögliche Ereigniskette: Eine fettreiche westliche Ernährung verändert den Gallensäurestoffwechsel, indem sie bestimmte Darmbakterien fördert, die primäre Gallensäuren in DCA umwandeln. DCA regt wiederum eine abnorme Zellvermehrung an und schafft damit Bedingungen, die das Tumorwachstum unterstützen könnten.

„Unsere Ergebnisse zeigen, wie stark eine westliche fettreiche Ernährung und die damit verbundenen Veränderungen des Darmmikrobioms die menschliche Darmgesundheit beeinflussen können“, erklärte der Mikrobiologe Sören Ocvirk vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke in einer Pressemitteilung.

Die Experimente, die Hinweise auf einen ursächlichen Zusammenhang lieferten, wurden in Tiermodellen durchgeführt, die bereits für die Erkrankung prädisponiert waren.

Der Teil der Studie mit menschlichen Daten war beobachtend angelegt. Er konnte daher einen Zusammenhang feststellen, aber nicht belegen, dass die bakterielle DCA-Produktion bei den Teilnehmenden Krebs verursachte.

Die Untersuchung zeigt ebenfalls nicht, dass Cholestyramin Darmkrebs beim Menschen verhindern oder behandeln kann. Bevor gallensäurebindende Medikamente, Mikrobiomtests oder Behandlungen, die auf bestimmte bakterielle Stoffwechselwege zielen, zur Krebsprävention eingesetzt werden könnten, wären klinische Studien erforderlich.

Dennoch liefert die Forschung eine mögliche biologische Erklärung für einen Zusammenhang, den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler seit Jahren beobachten. Langfristig könnte sie dabei helfen, Menschen zu identifizieren, deren Darmmikrobiom sie besonders anfällig für ungesunde Ernährungsweisen macht.

Vorerst bekräftigen die Befunde bestehende Ernährungsempfehlungen, statt eine neue Behandlung zu begründen: Ernährungsweisen mit vielen Ballaststoffen, Obst, Gemüse und Vollkornprodukten sowie weniger verarbeitetem und rotem Fleisch gehen mit einem geringeren Darmkrebsrisiko einher.

Die Studie wurde in Gut veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Fiona MacDonald auf seine Fakten geprüft und von Clare Watson redigiert. Wir legen zwar großen Wert auf unsere Arbeitsweise, sind aber nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie ihn uns bitte mit.