Text

Einleitung: Das Ziel dieser Studie war die Charakterisierung des oralen Mikrobioms von Patient:innen mit axialer Spondyloarthritis (axSpA). Die oralen Biofilme wurden mittels MG-FISH (Mikrobiom-geleitete Fluoreszenz in situ Hybridisierung) untersucht, um so die erhaltenen Next Generation Sequencing (NGS)-Daten in situ zu korrelieren und räumliche Verteilungen der Mikrobiota darzustellen.

Methoden: AxSpA-Patient:innen und Gesunden wurden Carrier in den parodontalen Sulkus für fünf Tage appliziert, um subgingivale bakterielle Biofilme zu sammeln. Das Mikrobiom des subgingivalen Anteils der oralen Carrier wurde mittels Illumina NGS des 16S rRNA Gens analysiert. Die taxonomische Zuordnung erfolgte mittels der SmartGene^® Software. Basierend auf den NGS-Daten mit Identifikation der häufigsten Erregergruppen wurde für die nachfolgende FISH-Analyse neben einer panbakteriellen Sonde, eine Streptococcus spp. spezifische Sonde und eine Prevotella spp. spezifische Sonde verwendet. Digitale Bildanalysen mittels ImageJ wurden zur Quantifizierung der FISH-Signale durchgeführt.

Ergebnisse: Insgesamt konnten orale Carrier von 23 axSpA-Patient:innen und 8 Gesunden ausgewertet werden (Tabelle 1 [Tab. 1]). Während der Shannon Index eine vergleichbare α-Diversität des oralen Mikrobioms zwischen axSpA-Patient:innen und Gesunden zeigte (p=0,12), ergab die PCoA-Analyse basierend auf der Bray-Curtis-Distanz einen signifikanten Unterschied der β-Diversität (Permanova, p=0,01). Streptococcus spp. war in beiden Gruppen das am häufigsten vorkommende Genus, bei Gesunden jedoch deutlich häufiger vorhanden. Prevotella spp. als zweithäufigstes Genus bei axSpA, sowie Veillonella, Schaalia, Lancefieldella und Lautropia waren hingegen deutlich häufiger bei axSpA-Patient:innen als bei Gesunden vorhanden.

Eine hierarchische Clusteranalyse identifizierte vier unterschiedliche Muster des oralen Mikrobioms der axSpA-Patient:innen: ein Cluster (N=4) mit einem hohen Anteil von Prevotella, ein Streptokokken-dominiertes Cluster (N=5), welches dem Mikrobiom der Gesunden ähnelte, ein weiteres Cluster (N=4) mit hohem Anteil an Veillonella spp., Schaalia odontolytica und Lautropia mirabilis, sowie ein heterogenes Cluster (N=10). Patient:innen im Prevotella-Cluster zeigten einen Trend für eine höhere Krankheitsaktivität und höheren NSAR-Gebrauch.

In der FISH konnten komplexe Multispezies-Biofilme visualisiert werden. Die Quantifizierung der Biofilmareale mit Genus-spezifischen Sonden ergab eine starke Korrelation mit den NGS-Ergebnissen und bestätigte Streptokokken und Prevotella spp. als häufigste Genera.

Schlussfolgerung: Das orale Mikrobiom von axSpA-Patient:innen unterschied sich in seiner Zusammensetzung von dem Gesunder und zeigte verschiedene Cluster, wobei die funktionelle Bedeutung dieser Gegenstand zukünftiger Studien sein sollte. Durch die MG-FISH konnten die Mikrobiomdaten in situ erfolgreich verifiziert werden.

Offenlegungserklärung: Diese Studie wurde als IIT von Novartis finanziert. JR und DvS teilen sich die Erstautorenschaft, DP und JK teilen sich die Letztautorenschaft.