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Die Dermatologie

Erschienen in:

27.05.2019 | Diabetes mellitus | Leitthema

Rolle des Mikrobioms bei chronischen Wunden

verfasst von: apl. Prof. Dr. Georg Daeschlein, Peter Hinz, Thomas Kiefer, Michael Jünger

Erschienen in: Die Dermatologie | Ausgabe 6/2019

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Zusammenfassung

Hintergrund

Das Mikrobiom als Gesamtheit mikrobieller Lebensformen in definierten Körperbereichen hat große Bedeutung in der Regulation wichtiger Funktionen des Makroorganismus.

Fragestellung

Welche Bedeutung hat das Wundmikrobiom für die Behandlung chronischer Wunden? Welche Wechselwirkungen bestehen zu anderen Mikrobiomen, und welche Schlussfolgerungen ergeben sich daraus für das Wundmanagement?

Material und Methoden

Abstriche oder Débridementproben aus Wunden werden kultur- bzw. genbasiert auf mikrobielle Erreger untersucht. Aus den genetischen Ergebnissen ergibt sich das Wundmikrobiom. Die Erreger werden nach Art und proportionalem Vorkommen bewertet und verschiedenen Faktoren wie Lokalisation und Art der Wunde, Erkrankung und Nebendiagnosen zugeordnet.

Ergebnisse

Im Wundmikrobiom finden sich erheblich mehr Keimspezies und -mengen im Vergleich zu konventionellen mikrobiologischen Nachweismethoden. Das Wundmikrobiom steht in direkter Beziehung zum Hautmikrobiom und zeigt eine komplexe und zu verschiedenen Untersuchungszeiten unterschiedliche Zusammensetzung, außerdem inter- und intraindividuelle Unterschiede. Bei Wunden von diabetischen Patienten zeigen sich krankheitsspezifische Veränderungen, z. B. dominieren Staphylokokkenspezies, bei Nichtdiabetikern dagegen Streptokokken.

Schlussfolgerungen

Die Analyse des Wundmikrobioms befindet sich im Anfangsstadium. Es zeigt sich bereits, dass es bei hämodynamischen Störungen krankheitsspezifische Beziehungen zum Wundmikrobiom gibt, die auch Hinweise auf den Verlauf geben können. Die aus dem Hautmikrobiom bekannten Phänomene mit Auswirkungen auf Pathogene dürften auch in der Wunde wirksam werden. Hier zeigen sich Wege moderner antiinfektiver Behandlungsoptionen wie der Besiedlungsmodulation jenseits der konventionellen antimikrobiellen Chemotherapie auf.

Alekseyenko AV, Perez-Perez GI, De Souza A, Strober B, Gao Z, Bihan M, Li K, Methe BA, Blaser MJ (2013) Community differentiation of the cutaneous microbiota in psoriasis. Microbiome 1:31. https://doi.org/10.1186/2049-2618-1-31 CrossRefPubMedPubMedCentral

Backhed F (2010) The normal gut microbiota in health and disease. Clin Exp Immunol 160(1):80–84CrossRef

Behm B, Schreml S, Landthaler M, Babilas P (2012) Skin signs in diabetes mellitus. J Eur Acad Dermatol Venereol 26:1203–1211. https://doi.org/10.1111/j.1468-3083.2012.04475.x CrossRefPubMed

Belkaid Y, Tamoutounour S (2016) The influence of skin microorganisms on cutaneous immunity. Nat Rev Immunol 16:353–366CrossRef

Benakis C, Brea D, Caballero S, Faraco G, Moore J, Murphy M et al (2016) Commensal microbiota affects ischemic stroke outcome by regulating intestinal gammadelta T cells. Nat Med 22(5):516–523. https://doi.org/10.1038/nm.4068 CrossRefPubMedPubMedCentral

Bomar L, Brugger SD, Yost BH, Davies SS, Lemon KP (2016) Corynebacterium accolens releases antipneumococcal free fatty acids from human nostril and skin surface triacylglycerols. MBio 7:e1725–1715. https://doi.org/10.1128/mBio.01725-15 CrossRefPubMedPubMedCentral

Brown JM, Hazen SL (2018) Microbial modulation of cardiovascular disease. Nat Rev Microbiol 16(3):171–181. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.149 CrossRefPubMedPubMedCentral

Canesso MC, Vieira AT, Castro TB, Schirmer BG, Cisalpino D, Martins FS et al (2014) Skin wound healing is accelerated and scarless in the absence of commensal microbiota. J Immunol 93(10):5171–5180. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1400625 CrossRef

Caporaso JG, Kuczynski J, Stombaugh J, Bittinger K, Bushman FD, Costello EK et al (2010) QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data. Nat Methods 7:335–336CrossRef

10.

Christensen GJM, Scholz CFP, Enghild J, Rohde H, Kilian M, Thürmer A et al (2016) Antagonism between Staphylococcus epidermidis and Propionibacterium acnes and its genomic basis. BMC Genomics 17:152CrossRef

11.

Cogen AL, Yamasaki K, Muto J, Sanchez KM, Crotty AL, Tanios J, Lai Y, Kim JE, Nizet V, Gallo RL (2010) A Staphylococcus epidermidis antimicrobial delta-toxin (phenol-soluble modulin-gamma) cooperates with host antimicrobial peptides to kill group A Streptococcus. PLoS ONE 5:e8557. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0008557 CrossRefPubMedPubMedCentral

12.

Costello EK, Lauber CL, Hamady M, Fierer N, Gordon JI, Knight R (2009) Bacterial community variation in human body habitats across space and time. Science 326:1694–1697CrossRef

13.

DeSantis TZ, Hugenholtz P, Larsen N, Rojas M, Brodie EL, Keller K et al (2006) Greengenes, a chimera checked 16S rRNA gene database and work bench compatible with ARB. Applied and Environmental Chronic wound microbiome and topical antimicrobials. PLoS ONE 72:5069–5072. https://doi.org/10.1128/AEM.03006-05 CrossRef

14.

Dowd SE, Wolcott RD, Sun Y, McKeehan T, Smith E, Rhoads D (2008) Polymicrobial nature of chronic diabetic foot ulcer biofilm infections determined using bacterial tag encoded FLX amplicon pyrosequencing (bTEFAP). PLoS ONE 3(2008):e3326. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0003326 CrossRefPubMedPubMedCentral

15.

Ellebrecht CT, Srinivas G, Bieber K, Banczyk D, Kalies K, Kunzel S, Hammers CM, Baines JF, Zillikens D, Ludwig RJ, Westermann J (2016) Skin microbiota-associated inflammation precedes autoantibody induced tissue damage in experimental epidermolysis bullosa acquisita. J Autoimmun 68:14–22. https://doi.org/10.1016/j.jaut.2015.08.007 CrossRefPubMed

16.

Ferrante CJ, Leibovich SJ (2012) Regulation of Macrophage polarization and wound healing. Adv Wound Care 1(1):10–16CrossRef

17.

Flores GE, Caporaso JG, Henley JB, Rideout JR, Domogala D, Chase J et al (2014) Temporal variability is a personalized feature of the human microbiome. Genome Biol 15:531CrossRef

18.

Fyhrquist N, Ruokolainen L, Suomalainen A, Lehtimaki S, Veckman V, Vendelin J, Karisola P, Lehto M, Savinko T, Jarva H, Kosunen TU, Corander J, Auvinen P, Paulin L, Von Hertzen L, Laatikainen T, Makela M, Haahtela T, Greco D, Hanski I, Alenius H (2014) Acinetobacter species in the skin microbiota protect against allergic sensitization and inflammation. J Allergy Clin Immunol 134:1301–1309. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2014.07.059 CrossRefPubMed

19.

Gardiner M, Vicaretti M, Sparks J, Bansal S, Bush S, Liu M, Darling A, Harry E, Burke CA (2017) A longitudinal study of the diabetic skin and wound microbiome. Peer J 20(5):e3543. https://doi.org/10.7717/peerj.3543 CrossRef

20.

Gardner SE, Hillis SL, Heilmann K, Segre JA, Grice EA (2013) The neuropathic diabetic foot ulcer microbiome is associated with clinical factors. Diabetes 62:923e30CrossRef

21.

Glaudemans AWJM, Uc¸kay I, Lipsky BA (2015) Challenges in diagnosing infection in the diabetic foot. Diabet Med 32:748e59CrossRef

22.

Hamady M, Walker JJ, Harris JK, Gold NJ, Knight R (2008) Error-correcting barcoded primers for pyrosequencing hundreds of samples in multiplex. Nat Methods 5:235–237. https://doi.org/10.1038/nmeth.1184 CrossRefPubMedPubMedCentral

23.

Hanski I, von Hertzen L, Fyhrquist N, Koskinen K, Torppa K, Laatikainen T et al (2012) Environmental biodiversity, human microbiota, and allergy are interrelated. Proc Natl Acad Sci U S A 109:8334–8339CrossRef

24.

Ivanov II, Atarashi K, Manel N, Brodie EL, Shima T, Karaoz U et al (2009) Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria. Cell 139(3):485–498. https://doi.org/10.1016/j.cell.2009.09.033 CrossRefPubMedPubMedCentral

25.

Iwase T, Uehara Y, Shinji H, Tajima A, Seo H, Takada K, Agata T, Mizunoe Y (2010) Staphylococcus epidermidis Esp inhibits Staphylococcus aureus biofilm formation and nasal colonization. Nature 465:346–349. https://doi.org/10.1038/nature09074 CrossRefPubMed

26.

Jie Z, Xia H, Zhong SL, Feng Q, Li S, Liang S et al (2017) The gut microbiome in atherosclerotic cardiovascular disease. Nat Commun 8(1):845. https://doi.org/10.1038/s41467-017-00900-1 CrossRefPubMedPubMedCentral

27.

Kalan L, Zhou M, Labbie M, Willing B (2017) Measuring the microbiome of chronic wounds with use of a topical antimicrobial dressing. A feasibility study. PLoS ONE 12(11):e187728. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0187728 CrossRefPubMedPubMedCentral

28.

Kanno E, Kawakami K, Ritsu M, Ishii K, Tanno H, Toriyabe S, Imai Y, Maruyama R, Tachi M (2011) Wound healing in skin promoted by inoculation with Pseudomonas aeruginosa PAO1: the critical role of tumor necrosis factor-alpha secreted from infiltrating neutrophils. Wound Repair Regen 19:608–621. https://doi.org/10.1111/j.1524-475X.2011.00721.x.12 CrossRefPubMed

29.

Karbach SH, Schonfelder T, Brandao I, Wilms E, Hormann N, Jackel S et al (2016) Gut Microbiota promote Angiotensin II-induced arterial hypertension and vascular dysfunction. J Am Heart Assoc 5(9):e3698. https://doi.org/10.1161/JAHA.116.003698 CrossRefPubMedPubMedCentral

30.

Karlsson FH, Tremaroli V, Nookaew I, Bergstrom G, Behre CJ, Fagerberg B, Nielsen J, Backhed F (2013) Gut metagenome in European women with normal, impaired and diabetic glucose control. Nature 498:99–103. https://doi.org/10.1038/nature12198 CrossRefPubMed

31.

Kelly CJ, Zheng L, Campbell EL, Saeedi B, Scholz CC, Bayless AJ, Wilson KE, Glover LE, Kominsky DJ, Magnuson A, Weir TL, Ehrentraut SF, Pickel C, Kuhn KA, Lanis JM, Nguyen V, Taylor CT, Colgan SP (2015) Crosstalk between microbiota-derived short-chain fatty acids and intestinal epithelial HIF augments tissue barrier function. Cell Host Microbe 17:662–671. https://doi.org/10.1016/j.chom.2015.03.005 CrossRefPubMedPubMedCentral

32.

Lai Y, Cogen AL, Radek KA, Park HJ, Macleod DT, Leichtle A, Ryan AF, Di Nardo A, Gallo RL (2010) Activation of TLR2 by a small molecule produced by Staphylococcus epidermidis increases antimicrobial defense against bacterial skin infections. J Investig Dermatol 130:2211–2221. https://doi.org/10.1038/jid.2010.123 CrossRefPubMed

33.

Lai Y, Di Nardo A, Nakatsuji T, Leichtle A, Yang Y, Cogen AL, Wu ZR, Hooper LV, Schmidt RR, Von Aulock S, Radek KA, Huang CM, Ryan AF, Gallo RL (2009) Commensal bacteria regulate Toll-like receptor 3‑dependent inflammation after skin injury. Nat Med 15:1377–1382. https://doi.org/10.1038/nm.2062 CrossRefPubMedPubMedCentral

34.

Leung MHY, Chan KCK, Lee PK (2016) Skin fungal community and its correlation with bacterial community of urban Chinese individuals. Microbiome 4:46CrossRef

35.

Leung MHY, Wilkins D, Lee PK (2015) Insights into the pan-microbiome: skin microbial communities of Chinese individuals differ from other racial groups. Sci Rep 5:11845CrossRef

36.

Li J, Zhao F, Wang Y, Chen J, Tao J, Tian G et al (2017) Gut microbiota dysbiosis contributes to the development of hypertension. Microbiome 5(1):14. https://doi.org/10.1186/s40168-016-0222-x CrossRefPubMedPubMedCentral

37.

Ling Z, Liu X, Luo Y, Yuan L, Nelson KE, Wang Y et al (2013) Pyrosequencing analysis of the human microbiota of healthy Chinese undergraduates. BMC Genomics 14:390CrossRef

38.

Loesche (2017) Temporal stability in chronic wound Microbiota is associated with poor healing. J Investig Dermatol 137:237e244. https://doi.org/10.1016/j.jid.2016.08.00933 CrossRef

39.

Loiez C, Wallet F, Pischedda P, Renaux E, Senneville E, Mehdi N et al (2007) First case of osteomyelitis caused by “Staphylococcus pettenkoferi”. J Clin Microbiol 45:1069e71CrossRef

40.

Marques FZ, Nelson E, Chu PY, Horlock D, Fiedler A, Ziemann M et al (2017) High-fiber diet and acetate supplementation change the gut Microbiota and prevent the development of hypertension and heart failure in hypertensive mice. Circulation 135(10):964–977CrossRef

41.

Mor A, Berencsi K, Nielsen JS, Rungby J, Friborg S, Brandslund I, Christiansen JS, Vaag A, Beck-Nielsen H, Sorensen HT, Thomsen RW (2016) Rates of community-based antibiotic prescriptions and hospital-treated infections in individuals with and without type 2 diabetes: a Danish nationwide cohort study, 2004–2012. Clin Infect Dis 63:501–511. https://doi.org/10.1093/cid/ciw345 CrossRefPubMed

42.

Mukherjee S, Mitra R, Maitra A, Gupta S, Kumaran S, Chakrabortty A et al (2016) Sebum and hydration levels in specific regions of human face significantly predict the nature and diversity of facial skin microbiome. Sci Rep 6(6):36062CrossRef

43.

Murray PJ, Wynn TA (2011) Protective and pathogenic functions of macrophage subsets. Nat Rev Immunol 11(11):723–737. https://doi.org/10.1038/nri3073 CrossRefPubMedPubMedCentral

44.

Oh J, Byrd AL, Park M, Kong HH, Segre JA (2016) Temporal stability of the human skin microbiome. Cell 165:854–866CrossRef

45.

Parekh PJ, Nayi VR, Johnson DA, Vinik AI (2016) The role of gut microflora and the cholinergic anti-inflammatory neuroendocrine system in diabetes mellitus. Front Endocrinol (Lausanne) 7:55. https://doi.org/10.3389/fendo.2016.00055 CrossRef

46.

Perez GIP, Gao Z, Jourdain R, Ramirez J, Gany F, Clavaud C et al (2016) Body site is a more determinant factor than human population diversity in the healthy skin microbiome. PLoS ONE 11:e151990CrossRef

47.

Prompers L, Huijberts M, Apelqvist J, Jude E, Piaggesi A, Bakker K et al (2007) High prevalence of ischaemia, infection and serious comorbidity in patients with diabetic foot disease in Europe. Baseline results from the Eurodiale study. Diabetologia 50:18e25CrossRef

48.

Roberts AB, Gu X, Buffa JA, Hurd AG, Wang Z, Zhu W et al (2018) Development of a gut microbe-targeted nonlethal therapeutic to inhibit thrombosis potential. Nat Med 24(9):1407–1417. https://doi.org/10.1038/s41591-018-0128-1 CrossRefPubMedPubMedCentral

49.

Samuel BS, Shaito A, Motoike T, Rey FE, Backhed F, Manchester JK, Hammer RE, Williams SC, Crowley J, Yanagisawa M, Gordon JI (2008) Effects of the gut microbiota on host adiposity are modulated by the short-chain fatty-acid binding G protein-coupled receptor, Gpr41. Proc Natl Acad Sci USA 105:16767–16772. https://doi.org/10.1073/pnas.0808567105 CrossRefPubMed

50.

Shu M, Wang Y, Yu J, Kuo S, Coda A, Jiang Y, Gallo RL, Huang CM (2013) Fermentation of Propionibacterium acnes, a commensal bacterium in the human skin microbiome, as skin probiotics against methicillin-resistant Staphylococcus aureus. PLoS ONE 8:e55380. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0055380 CrossRefPubMedPubMedCentral

51.

Singh V, Roth S, Llovera G, Sadler R, Garzetti D, Stecher B et al (2016) Microbiota Dysbiosis controls the Neuroinflammatory response after stroke. J Neurosci 36(28):7428–7440. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1114-16.2016 CrossRefPubMed

52.

Smith K, Collier A, Townsend EM, O’Donnell LE, Bal AM, Butcher J, Mackay WG, Ramage G, Williams C (2016) One step closer to understanding the role of bacteria in diabetic foot ulcers: characterising the microbiome of ulcers. BMC Microbiol 16:54. https://doi.org/10.1186/s12866-016-0665-z CrossRefPubMedPubMedCentral

53.

Song SJ, Lauber C, Costello EK, Lozupone CA, Humphrey G, Berg-Lyons D et al (2013) Cohabiting family members share microbiota with one another and with their dogs. Elife 2:e458CrossRef

54.

Tellechea A, Kafanas A, Leal EC, Tecilazich F, Kuchibhotla S, Auster ME, Kontoes I, Paolino J, Carvalho E, Nabzdyk LP, Veves A (2013) Increased skin inflammation and blood vessel density in human and experimental diabetes. Int J Low Extrem Wounds 12:4–11. https://doi.org/10.1177/1534734612474303 CrossRefPubMedPubMedCentral

55.

Van de Wijgert JH, Borgdorff H, Verhelst R, Crucitti T, Francis S, Verstraelen H, Jespers V (2014) The vaginal microbiota: what have we learned after a decade of molecular characterization? PLoS ONE 9:e105998. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0105998 CrossRefPubMedPubMedCentral

56.

Williams MR, Gallo RL (2015) The role of the skin microbiome in atopic dermatitisCrossRef

57.

Wollenberg MS, Claesen J, Escapa IF, Aldridge KL, Fischbach MA, Lemon KP (2014) Propionibacterium-produced coproporphyrin III induces Staphylococcus aureus aggregation and biofilm formation. MBio 5:e1286–14CrossRef

58.

Wu HJ, Wu E (2013) The role of gut microbiota in immune homeostasis and autoimmunity. Gut Microbes 3(1):4–14. https://doi.org/10.4161/gmic.19320 CrossRef

59.

Wun K, Theriault BR, Pierre JF, Chen EB, Leone VA, Harris KG et al (2018) Microbiota control acute arterial inflammation and neointimal hyperplasia development after arterial injury. PLoS ONE 13(12):e208426. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0208426 CrossRefPubMedPubMedCentral

60.

Yosipovitch G, Tur E, Cohen O, Rusecki Y (1993) Skin surface pH in intertriginous areas in NIDDM patients. Possible correlation to candidal intertrigo. Diabetes Care 16:560–563. https://doi.org/10.2337/diacare.16.4.560 CrossRefPubMed

61.

Zhu W, Gregory JC, Org E, Buffa JA, Gupta N, Wang Z et al (2016) Gut microbial metabolite TMAO enhances platelet Hyperreactivity and thrombosis risk. Cell 165(1):111–124. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.02.011 CrossRefPubMedPubMedCentral

Titel: Rolle des Mikrobioms bei chronischen Wunden
verfasst von: apl. Prof. Dr. Georg Daeschlein
Peter Hinz
Thomas Kiefer
Michael Jünger
Publikationsdatum: 27.05.2019
Verlag: Springer Medizin
Schlagwort: Diabetes mellitus
Erschienen in: Die Dermatologie / Ausgabe 6/2019
Print ISSN: 2731-7005
Elektronische ISSN: 2731-7013
DOI: https://doi.org/10.1007/s00105-019-4425-5

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