Verbindung zwischen Gelenkschmerzen und Parodontitis

Erhöhte Zahl von Bakterien vor Arthritis-Schub

Ein Zufall führte dazu, dass ein internationales Team von Wissenschaftlern sich intensiv mit der Verbindung von entzündetem Zahnfleisch und Schüben bei rheumatoider Arthritis beschäftigte. Dr. Vicky Yao, Forscher in Computerbiologie und Professor für Informatik an der Rice University, überwachte Blutproben von Patienten mit rheumatoider Arthritis, als sie eine unerwartete Entdeckung machte. Erhöhte Werte von Bakterien, die bei Parodontitis eine Rolle spielen, traten bei Patienten auf, die über starke Symptome von rheumatoider Arthritis klagten.

Dr. Yaos eigentliche Aufgabe bei dem ursprünglichen Projekt war, Veränderungen in der Genexpression während eines Aufflammens der rheumatoiden Arthritis zu beobachten. Dr. Yao: „Während ich an diesem Projekt arbeitete, ging ich zu diesem Vortrag, den ich wirklich cool fand, weil er darauf hinwies, dass man in den Daten, die ignoriert oder weggeworfen werden, tatsächlich Spuren von Mikroben finden kann. Das hat mich fasziniert.“

Zusätzliche Perspektive zu Daten

Im Labor stellte Dr. Yao fest, dass die Keime in den Proben, die sich vor den Schüben bei den Patienten ständig veränderten, größtenteils mit Zahnfleischerkrankungen in Verbindung gebracht wurden. „Ich war neugierig auf dieses Tool, mit dem man Mikroben in menschlichen Proben nachweisen kann. Es war so, als würde man kostenlos eine zusätzliche Perspektive auf die Daten bekommen“, sagte Dr. Yao.

Das katalysierte eine Reihe von Experimenten, die von Dana Orange, einer Rheumatologin und außerordentlichen Professorin für klinische Untersuchung an der Rockefeller University, und Bob Darnell, einem Professor und behandelnden Arzt an der Rockefeller University und dem Howard Hughes Medical Institute, durchgeführt wurden. Dabei fanden sie heraus, dass es tatsächlich eine Korrelation zwischen den mit Parodontitis assoziierten Bakterien und verstärkten Arthritis-Symptomen gibt. Ihre Studie wurde kürzlich in Science Translational Medicine veröffentlicht.

Mehr Informationen, als unmittelbar ersichtlich

Dr. Yao betonte bei der Vorstellung der Studie: „Daten, die in Experimenten von lebenden Organismen oder in Petrischalen gezüchteten Zellen oder Geweben gesammelt wurden, sind wirklich wichtig, um Hypothesen zu bestätigen, aber gleichzeitig enthalten diese Daten vielleicht mehr Informationen, als wir unmittelbar daraus ableiten können.“

Rheumatoide Arthritis ist eine Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem gesunde Zellen in den Gelenken des Körpers angreift. Schmerzhafte Schwellungen und Entzündungen sind die Folge. Forscher gehen davon aus, dass das Vorhandensein von Parodontitis-Bakterien im Blutkreislauf eine verstärkte Immunantwort verursacht. Das veranlasst das Immunsystem dazu, nicht nur die Bakterien anzugreifen, sondern auch die eigenen Zellen in Gelenken.

Rheumatoide Arthritis mit Mundwasser bekämpfen?

Könnte man das Eindringen der Bakterien in Gelenke verhindern, würde das nach Ansicht der Forscher auch das Ausmaß oder die Häufigkeit von Schüben verringern. Dr. Yao: „Eines der Dinge, die aufkamen, als wir darüber diskutierten, war, wie cool es wäre, wenn Sie eine Art Mundwasser verschreiben könnten, um zu helfen, Schübe von rheumatoider Arthritis zu verhindern.“

Die Entdeckung aussagekräftiger Informationen in Daten, die normalerweise ignoriert oder verworfen würden, inspirierte Dr. Yao zu einem ähnlichen Ansatz bei der Betrachtung von Daten von Krebspatienten. „Ich interessierte mich wirklich dafür, was wir sonst noch finden können, wenn wir nach mikrobiellen Signaturen in menschlichen Proben suchen“, sagte Dr. Yao.

Methode auch auf Krebs anwenden

„Die Hoffnung hier ist, dass wir, wenn wir einige interessante mikrobielle oder virale Signaturen finden, die mit Krebs in Verbindung gebracht werden“, so Dr. Yao. Wenn zum Beispiel ein Tumor eine Brutstätte spezifischer Mikroben schaffe, könne man dieses Wissen vielleicht als Mittel nutzen, um den Krebs früher oder auf weniger invasive oder kostspielige Weise zu diagnostizieren. Eine Verbindung zwischen einem bestimmten Virus oder Bakterium könne auch für die Entwicklung von Behandlungen nützlich sein.

Ein bekanntes Beispiel für einen mit Krebs assoziierten Erreger ist das humane Papillomavirus (HPV). Yao nutzte diese gut dokumentierte Verbindung, um den Ansatz zu überprüfen. „Als wir Proben von Gebärmutterhalskrebs-Tumoren untersuchten, konnten wir das Virus durchweg nachweisen“, sagte sie. „Es ist ein schönes Proof-of-Principle-Ergebnis, das zeigt, dass das Vorhandensein bestimmter Krankheitserreger für bestimmte Krebsarten von Bedeutung sein kann.“

Dr. Yao betrachtet Computeranalyse als eine Möglichkeit, die Lücke zwischen verfügbaren experimentellen Daten und Möglichkeiten zu ihrer Interpretation zu schließen. Es sei eine Möglichkeit, Daten zu interpretieren und Hypothesen zu priorisieren, die Kliniker oder experimentelle Wissenschaftler testen können.

Quelle:

Brewer RC, Lanz TV, Hale CR, Sepich-Poore GD, Martino C, Swafford AD, Carroll TS, Kongpachith S, Blum LK, Elliott SE, Blachere NE, Parveen S, Fak J, Yao V, Troyanskaya O, Frank MO, Bloom MS, Jahanbani S, Gomez AM, Iyer R, Ramadoss NS, Sharpe O, Chandrasekaran S, Kelmenson LB, Wang Q, Wong H, Torres HL, Wiesen M, Graves DT, Deane KD, Holers VM, Knight R, Darnell RB, Robinson WH, Orange DE. Oral mucosal breaks trigger anti-citrullinated bacterial and human protein antibody responses in rheumatoid arthritis. Sci Transl Med. 2023 Feb 22;15(684):eabq8476. doi: 10.1126/scitranslmed.abq8476. Epub 2023 Feb 22. PMID: 36812347. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36812347/)