Als Mechanismen gelten molekulare Mimikry, mikrobielle Metabolite und „microbe-associated molecular patterns“ (MAMPs), die als endogene Adjuvanzien wirken können. Zudem moduliert die Mikrobiota das immunsuppressive Tumormikromilieu. Peptide tumorassoziierter Mikroorganismen können ebenfalls immunologisch erkannt werden. Einzelne Taxa wie  Akkermansia oder Faecalibacterium wurden zwar mit günstigerem Therapieansprechen assoziiert, als robuste Biomarker eignen sie sich bislang jedoch nur bedingt.

Konsistenter erscheint der Blick auf mikrobielle Metabolite. In einer Kohorte nach allogener Stammzelltransplantation wurde ein „Immuno-Modulatory Metabolite Risk Index“ entwickelt. Hohe Konzentrationen günstiger Metabolite waren mit besserem Gesamtüberleben sowie einem geringeren Risiko für transplantationsassoziierte Mortalität und Rezidive verbunden. Präklinische Daten sprechen zudem dafür, dass ausgewählte Metabolite die Geweberegeneration fördern und immunvermittelte Komplikationen abschwächen können.

Besonders kritisch ist der Einfluss von Breitbandantibiotika. Eine Exposition kurz vor oder um den Beginn einer Checkpoint-Inhibition oder Zelltherapie war in mehreren Kohorten mit schlechterem Überleben verbunden. Neben der Substanzklasse scheint vor allem das Timing entscheidend zu sein. Antibiotika reduzieren offenbar gerade jene Metabolite, die mit günstigen Immunantworten assoziiert sind.

Therapeutisch werden Prä- und Probiotika, Ernährungsinterventionen, Postbiotika, mikrobielle Konsortien und die fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT) untersucht. Frühe Studien zeigen klinische Signale bei refraktärer gastrointestinaler Graft-versus-Host-Erkrankung und bei Resistenz gegenüber PD-1-Inhibitoren. Künftig könnten Wirtsfaktoren, Tumor, Mikrobiom sowie Exposom gemeinsam betrachtet werden.