Was ist Osteomikrobiologie?

In den letzten Jahren ist der Begriff "Osteomikrobiologie" aufgetaucht, um das schnell aufkommende Forschungsfeld zu beschreiben, das die Rolle des Darmmikrobioms im Knochenstoffwechsel und der Gesundheit untersucht. Dieses Forschungsfeld zielt darauf ab, die Lücken zwischen Knochenphysiologie, Gastroenterologie, Immunologie und Mikrobiologie zu überbrücken.

Okoro et al. (2023) haben kürzlich den Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und Markern der Knochengesundheit (Knochendichte, Mikroarchitektur und Festigkeit) bewertet, indem sie weitere Arbeiten zu früheren Studien mit 2 Teilnehmerkohorten durchgeführt haben. Die Teilnehmer der Framingham-Herzstudie waren zwischen 32 und 89 Jahre alt und wurden aus einer Stadt in Massachusetts rekrutiert. Die Studie zu osteoporotischen Frakturen bei Männern (MrOS) rekrutierte Männer an sechs klinischen Standorten in den USA zwischen 2000 und 2002, die 78 bis 98 Jahre alt waren. Stuhlproben wurden von den Teilnehmern beider Studien gespendet und durch Sequenzierung der 16s rRNA analysiert, nach Taxa gruppiert und in relative Häufigkeiten umgerechnet. Bei beiden Kohorten waren 8 der 10 häufigsten Gattungen identisch, jedoch waren Akkermansia und Escherichia/Shigella in der MrOS-Gruppe häufiger vertreten, während Agathobacter und Roseburia in der FHS-Gruppe häufiger vertreten waren. Die Gesamtvariabilität zwischen den Mikrobiomen der 2 Kohorten betrug 3%. Darüber hinaus wurde die Knochengesundheit mittels hochauflösender peripherer quantitativer Computertomographie (HR-pQCT) am distalen Radius und Schienbein der Teilnehmer überwacht, einschließlich Messungen der volumetrischen Knochendichte (vBMD) und der kortikalen Knochenfläche. Die demografischen und klinischen Merkmale wurden zwischen den beiden Studien verglichen und statistisch korrigiert, einschließlich Geschlecht, Ethnizität, Medikamente und Alter. Teilnehmer, die in den letzten 12 Monaten eine Darmoperation hatten oder Antibiotika eingenommen hatten, wurden ausgeschlossen.

In der FHS-Kohorte wurden 29 vorteilhafte und 38 nicht vorteilhafte Mikrobiom-Knochen-Assoziationen gefunden, die 37 Gattungen und 18 HR-pQCT-Messungen umfassten. Sie stellten fest, dass eine höhere Häufigkeit von Turicibacter und Victivallis mit größerer Radius- und Schienbeinfläche sowie vBMD verbunden war. Eine niedrigere Häufigkeit von Blautia, Akkermansia und Marvinbryantia war negativ mit kortikaler Dicke, kortikaler Knochenfläche im Verhältnis zur Gesamtfläche und vBMD verbunden. In der MrOS-Kohorte fanden sie fünf Mikrobiom-Knochen-Assoziationen. Eine erhöhte Häufigkeit von Methanobrevibacter war mit einer niedrigeren kortikalen vBMD verbunden, während eine erhöhte Häufigkeit der Lachnospiraceae NK4A136-Gruppe mit einer größeren kortikalen Knochenmasse und vBMD verbunden war. Eine höhere Häufigkeit von Cloacibacillus war positiv mit einer größeren vBMD verbunden. In beiden Kohorten identifizierte die Gruppe einen Stamm namens DTU089 und stellte fest, dass bei höherer Häufigkeit des Stammes eine geringere kortikale Knochenmasse und vBMD am Schienbein verbunden waren.

Zukünftige Studien sind erforderlich, um festzustellen, ob die Zusammensetzung des Darmmikrobioms ein neuartiges therapeutisches Ziel für Biomarker der Knochengesundheit, Überwachung von Erkrankungen wie Osteoporose und Vorhersagen von Frakturen ist, sowie potenzielle Probiotika.

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Referenzen

1. Ohlsson, C., & Sjögren, K. (2018). Osteomikrobiologie: Ein neues interdisziplinäres Forschungsfeld. Calcified tissue international, 102(4), 426–432.
2. Okoro P, Orwoll E, Huttonhower C, Morgan X, Kuntz T, Eine Zwei-Kohorten-Studie über den Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und Knochendichte, Mikroarchitektur und Festigkeit.