Metabolismus und Mikrobiom in der Kinderchirurgie

Bereits kurz nach der Geburt beginnt die Kolonisation des Körpers mit Mikroben; das Mikrobiom entwickelt sich. Durch die Weiterentwicklung molekularbiologischer Methoden und dem Fortschritt in der Forschung wird es in den letzten Jahren immer deutlicher, dass dieses Mikrobiom auch im Rahmen kinderchirurgisch relevanter Erkrankungen verändert ist.

In unseren Projekten untersuchen wir Veränderungen der mikrobiellen Besiedlung verschiedener Organsystem von Kindern und Jugendlichen, die an unserer Universitätsklinik betreut werden. Zum Beispiel konnten wir kürzlich eine Arbeit publizieren, die die Auswirkungen des Kurzdarmsyndroms auf das Mikrobiom und den Metabolismus untersucht (Nutrients, IF 5,9) Eine weitere Arbeit zeigt die Unterschiede des Mikrobioms zwischen unkomplizierter und komplizierter Appendizitis (Gut Microbes, IF 12,2).

Wir beschäftigen uns mit dem Einfluss von verschiedenen soliden Tumoren des Kindesalters aber auch der Chemotherapie auf das intestinale Mikrobiom, den Metabolismus und die Darmwandbarriere. In bisherigen Publikationen konnte dabei signifikante Veränderungen der Mikrobiomzusammensetzung des Darmes gepaart mit einer Entzündungsreaktion und einer erhöhten Darmwanddurchlässigkeit sowohl durch den Tumor (Neuroblastom) selbst (Pediatric Blood and Cancer 2017; IF 2,646) als auch durch dessen Chemotherapie (Pediatric Research 2019; IF 2,747) gezeigt werden.

Aus den Erkenntnissen dieser Studien entwickelte sich das Interesse, das intestinale Mikrobiom – zum Beispiel durch Prä- oder Probiotika - zu Gunsten des Wirtes zu modifizieren. Ein Forschungsprojekt zu diesem Thema, das in Kooperation mit dem Institut Allergosan, der Universität für Bodenkultur in Wien und der Medizinischen Universität Rostock durchgeführt und von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördert wurde, konnten einen vorteilhaften Effekt von OMNi LOGiC® Fiber Substitution auf die Darmwandbarriere zeigen (Nutrients 2020; IF 4,546).

Diese Veränderungen werden nun in einem kürzlich begonnenen Projekt für das Hepatoblastom untersucht.

Gefördert durch: FFG – Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft, Institut Allergosan, MEFO Graz.

Kooperationspartner*innen: CBmed Graz, Austria, Reingard Grabherr, Department für Biotechnologie, Universität für Bodenkultur Wien, Österreich, Wolfram Miekisch, Rostock Medical Breath Analysis and Technologies, Universität Rostock, Deutschland

Schon seit langem sind Veränderungen der Atemluft bei verschiedenen Pathologien bekannt. Es scheint, dass einzelne Krankheiten ein spezifisches „Parfum“ der Atemluft mit sich bringen. Heutzutage gelingt durch moderne Technik eine nichtinvasive, spezifische biochemische Analyse der Ausatemluft und es kann eine kleine Fraktion aus leicht verdampfenden (volatilen) organischen Substanzen (Englisch: Volatile Organic Compounds, VOCs) im nmol/l bis pmol/l Bereich erfasst werden.

Die Wissenschaft beginnt gerade zu verstehen, dass diese VOCs auch im Rahmen kinderchirurgischer Erkrankungen verändert sind und einen Rückschluss auf den Metabolismus unserer Patient*innen zulassen.

Mit unseren Kooperationspartner*innen der Universität Rostock und der TU Graz erforschen wir eben diese Veränderungen bei Patient*innen mit Zwerchfellhernien (Molecules, IF 3,267) und im experimentellen Kurzdarmsyndrom (Nutrients, IF 5,9). In einer aktuell laufenden prospektiven Studie wird ebenso untersucht, ob verschiedene Operationsmethoden Einfluss auf die VOCs in der Ausatemluft der Patient*innen haben und einen Rückschluss auf den oxidativen Stress zulassen.