Das urogenitale Mikrobiom und seine Bedeutung für den weiblichen Harntrakt

Als Mikrobiom bezeichnen wir das gesamte Genom aller Bakterien, Viren und Pilze in einem Organismus bzw. in einem Organsystem (z. B. im menschlichen Magen-Darm-Trakt). Als Mikrobiota bezeichnen wir die Organismen, also die Bakterien, Viren und Pilze selbst. Mikrobiota können als Symbionten, Kommensalen, Parasiten oder Pathogene in einem Organismus existieren. Symbiose ist das Zusammenleben von Individuen zweier unterschiedlicher Arten, von dem beide Partner profitieren. Kommensalismus ist das Zusammenleben von Individuen verschiedener Arten, welches für Angehörige der einen Art positiv, für diejenigen der anderen Art neutral ist. Parasitismus ist das Zusammenleben von Individuen verschiedener Arten, das für den Parasiten von Vorteil, für den Wirt aber von Nachteil ist. Die Begriffe Mikrobiom und Mikrobiota werden oft synonym verwendet.

Wie so oft basiert auch dieses neue Wissen auf technischen Fortschritten, in diesem Fall auf verfeinerten Methoden, um Mikroorganismen nachzuweisen.

„Man kann nur finden, wenn man weiß, was man sucht und es auch erkennen kann.“ Dieser mikrobiologische Leitsatz wurde durch die Technik der Sequenzierung von genetischem Material verändert. Denn mittels 16S-rRNA-Sequenzierung kann aus Bruchstücken von genetischem Material auf bekannte und bisher unbekannte Organismen geschlossen werden [1]. Die 16S-rRNA-Sequenzierung verwendet das 16S Bruchstück der ribosomalen Ribonukleinsäure RNA als Marker im Sequenzierungsprozess. Der Nachteil ist, dass nicht zwischen vitalen Organismen und avitalen Genombruchstücken unterschieden werden kann.

Die 16S-rRNA-Sequenzierung wurde im Rahmen des „Human Microbiome Project“ (HMP) eingesetzt [6]. Dieses US-amerikanische, hochdotierte Forschungsprojekt widmete sich in seiner ersten Phase von 2007–2014 der Kategorisierung des Mikrobioms in den menschlichen Organen Nase, Ohr, Mund, Vagina und Darm. Das Mikrobiom des Harntraktes war nicht Teil des HMP.

Aus dem HMP hervorgegangen ist die Erkenntnis, dass das Verhältnis von Bakterien zu somatischen Zellen im menschlichen Organismus annähernd 1:1 beträgt. Das menschliche Genom enthält ca. 23.000 Gene, das Mikrobiom weitere 3 Mio., die zumindest teilweise dem Wohl des Menschen dienen. So ist z. B. die Tatsache bekannt, dass Darmbakterien bei der Verdauung von Nährstoffen helfen.

Von 100 isolierten Bakterienstämmen sind 4 für den Menschen relevant: Actinobacteria, Bacteroides, Firmicutes und Proteobacteria. Dieses „core microbiome“ des Menschen verändert sich mit zunehmendem Lebensalter. Es ist allerdings zu früh, um ein altersspezifisches Mikrobiom zu definieren. Auch konnte bis dato noch kein geschlechtsspezifisches Mikrobiom für die Organsysteme Nase, Ohr, Mund und Darm definiert werden.

Über das Mikrobiom der Blase bei gesunden, asymptomatischen Menschen wissen wir, dass es Corynebacterium spp., Streptococcus spp., Actinomyces spp., Staphylococcus spp., Aerococcus spp., Bifidobacterium spp., Ureaplasma spp., Actinobaculum und überraschenderweise Gardnerella enthalten kann. Das Blasenmikrobiom von Frauen ist heterogener und weist eine größere Diversität auf als jenes von Männern.

Mögliche physiologische Funktionen des Blasenmikrobioms sind:

Es gibt bereits Ergebnisse aus Studien, die einen Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung des Mikrobioms und dem Syndrom der „überaktiven Blase“ („overactive bladder“ [OAB]) untersuchten. Interessant ist dabei zunächst, dass die Diagnose dieses Syndroms bisher unbedingt den Ausschluss einer entzündlichen Komponente verlangte – entsprechend einer traditionellen Überzeugung, wie sie exemplarisch aus einem englischen Zitat hervorgeht: „… these terms can be used if there is no proven infection or other proven pathology“ [2]. Im aktuellen Kontrast zu dieser möglicherweise bald historischen Lehrmeinung wurde in einer Studie gezeigt, dass im Harn eines Kollektivs von 68 Patientinnen mit OAB die Keimarten Actinobaculum, Actinomyces, Aerococcus, Arthrobacter, Corynebacterium, Gardnerella, Oligella, Staphylococcus und Streptococcus signifikant häufiger vorkommen als in einem Kollektiv von 50 gesunden Frauen [3]. Umgekehrt ist Lactobacillus crispatus häufiger bei gesunden Frauen nachweisbar als bei solchen, die an OAB erkrankt sind.

Unterschiede im Mikrobiom finden sich interessanterweise auch bei OAB-Patientinnen, die unterschiedlich gut auf den anticholinergen Wirkstoff Solifenacin ansprechen [4]. Harn von sog. Respondern (OAB-Patientinnen, deren Symptome sich auf Solifenacin besserten) enthielt weniger Bakterien und eine geringere Diversität vor Beginn der Behandlung, Harn von sog. Nonrespondern hingegen eine höhe Diversität an Bakterien und oft untypische Bakterienstämme.

Eine erste kontrollierte randomisierte Interventionsstudie mit Plazebo [5] untersuchte die Wirkung von Lactobacillus crispatus, wenn intravaginal appliziert: Die Rate von rezidivierenden Harnwegsinfekten betrug in der Interventionsgruppe 15 % – vs. 27 % in der Kontrollgruppe (RR: 0,5, p < 0,1).

Die überaktive Blase war bisher ein ebenso rätselhaftes wie quälendes Leiden, das vorzugsweise das weibliche Geschlecht betrifft. Fortschritte in der Erforschung des menschlichen Mikrobioms konnten zeigen, dass der keineswegs sterile Harn des gesunden Menschen sich in der bakteriellen Zusammensetzung von dem der von einer OAB Betroffenen unterscheidet. Damit erschließen sich neue Perspektiven für die Untermauerung der Diagnose sowie auch für wirksame Therapien mit Probiotika.