Darmkrebsprävention durch Magnesium: Rolle von Vitamin-D-synthetisierenden Bakterien

Magnesium steigert die Abundanz von Carnobacterium maltaromaticum und Faecalibacterium prausnitzii – Darmbakterien, die lokal Vitamin D synthetisieren und so zur Prävention des Kolorektalkarzinoms beitragen können.

Das Kolorektalkarzinom zählt weltweit zu den häufigsten malignen Tumoren. Laut internationalen Registerdaten gehört es sowohl bei der Inzidenz als auch bei der Mortalität zu den führenden Krebserkrankungen. Neben etablierten Risikofaktoren wie Ernährung, Lebensstil und genetischer Prädisposition rückt zunehmend das intestinale Mikrobiom als modulierender Faktor in den Fokus. Insbesondere mikrobiologische Mechanismen, die mit Vitamin-D-Stoffwechselwegen verknüpft sind, werden intensiv erforscht.

Zusammenspiel von Darmbakterien, Magnesium und Genetik im Fokus

Präklinische Arbeiten zeigen, dass Carnobacterium maltaromaticum und Faecalibacterium prausnitzii Vorstufen von Vitamin D im Darm in aktive Metaboliten umwandeln und so die kolorektale Karzinogenese hemmen können. Parallel wurde beobachtet, dass Magnesiumspiegel den Vitamin-D-Stoffwechsel beeinflussen. Eine Schlüsselrolle spielt dabei das TRPM7-Gen, das den Magnesiumhaushalt reguliert. Vor diesem Hintergrund entstand die Hypothese, dass Magnesium das intestinale Mikrobiom in einer Weise moduliert, die das Risiko für kolorektale Neoplasien beeinflusst.

Präzisionsbasierte RCT untersucht Einfluss von Magnesium auf das Mikrobiom

Die Personalized Prevention of Colorectal Cancer Trial (NCT04229992) wurde als doppelblinde, randomisierte, placebokontrollierte Studie konzipiert und im ‚The American Journal of Clinical Nutrition‘ (AJCN) veröffentlicht. Insgesamt nahmen 240 Probanden mit anamnestisch bekannten Kolonpolypen teil. Die Randomisierung erfolgte unter Berücksichtigung des TRPM7-Genotyps. Analysiert wurden Stuhlproben, Rektalabstriche und Biopsien der Rektalschleimhaut. Primärer Endpunkt war die Veränderung der bakteriellen Zusammensetzung, insbesondere der Abundanz von C. maltaromaticum und F. prausnitzii.

TRPM7-Genotyp bestimmt Effekte auf Vitamin-D-synthetisierende Bakterien

Von 239 Auswertungen lagen bei 226 Mikrobiomdaten vor (n = 112 Intervention, n = 114 Placebo).

• Bei Probanden ohne TRPM7-Missense-Variante führte Magnesium zur Zunahme von C. maltaromaticum (p = 0,006) und F. prausnitzii (p = 0,04) in Rektalabstrichen. Für C. maltaromaticum blieb das Ergebnis auch nach Korrektur multipler Vergleiche signifikant.
• Bei Trägern der TRPM7-Missense-Variante zeigte sich hingegen eine signifikante Reduktion von C. maltaromaticum (adjustiertes p = 0,04), während F. prausnitzii unbeeinflusst blieb.
• Der Effekt war vorrangig bei weiblichen Teilnehmern nachweisbar.

Erhöhte F. prausnitzii-Abundanz steigert, C. maltaromaticum senkt Polypenrisiko

In einer Subkohorte von 124 Teilnehmern wurden nach einer medianen Nachbeobachtung von 3,5 Jahren Koloskopien durchgeführt. Dabei zeigte sich:

• Eine höhere Abundanz von F. prausnitzii in der Rektalschleimhaut war mit einem nahezu dreifach erhöhten Risiko für metachrone Polypen assoziiert.
• Eine erhöhte Abundanz von C. maltaromaticum in Rektalabstrichen stand in Zusammenhang mit einem tendenziell reduzierten Risiko für serratierte Polypen.

Deutlich stärkere Effekte bei Frauen

Die stärksten Effekte wurden in der weiblichen Subgruppe beobachtet. Die Zunahme der relevanten Bakterienarten zeigte sich nahezu ausschließlich bei weiblichen Probanden. Als mögliche Erklärung verweisen die Studienautoren auf die Rolle von Östrogen bei der intrazellulären Magnesiumverteilung.

Fazit: Magnesium moduliert Mikrobiom und stärkt Ansatz zur Prävention des Kolorektalkarzinoms

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Magnesium das intestinale Mikrobiom abhängig vom TRPM7-Genotyp und Geschlecht beeinflusst. Besonders C. maltaromaticum und F. prausnitzii, die in präklinischen Modellen mit lokaler Vitamin-D-Synthese und Hemmung der kolorektalen Karzinogenese assoziiert sind, wurden unter Magnesiumgabe vermehrt nachgewiesen.

Damit liefert die Studie wichtige Einblicke in das Zusammenspiel von Mikronährstoffstatus, Mikrobiom und Kolorektalkarzinom und schafft eine Grundlage für präzisionsbasierte Präventionsansätze.