Am 12. Mai 2025 traf sich das internationale MATOMIC-Konsortium am Zentrum für interdisziplinäre Forschung (ZiF) der Universität Bielefeld. Ziel dieses Treffens war die Präsentation von Fortschritten in der mathematischen Modellierung, um die komplexen Wechselwirkungen im Darmmikrobiom besser zu verstehen und gezielte Ansätze zur Bekämpfung von Fettleibigkeit (Adipositas) zu entwickeln. Die Forschungsgruppe unter Leitung von Professor Dr. Daniel Merkle hat es sich zur Aufgabe gemacht, Prozesse im Mikrobiom genauer zu entschlüsseln, um personalisierte Therapien zu fördern.
Die Initiative, die für „Mathematical Modelling for Microbial Community Induced Metabolic Diseases“ steht, brachte Teilnehmer aus Dänemark, Deutschland und Österreich zusammen. Professor Dr. Merkle leitet die Gruppe Algorithmische Chemieinformatik, die unter anderem Modelle zur Vorhersage chemischer Reaktionen im Darm entwickelt. Hierbei werden auch Therapieansätze wie die Fäkaltransplantation untersucht, die als instabil gegen Fettleibigkeit gilt.
Zusammenarbeit und Forschungsergebnisse
Die Bielefelder Wissenschaftler*innen präsentierten Fortschritte und kooperativen Ansätze zur Schaffung von Vernetzungen mit internationalen Partnern. Zu den Institutionen, die ihre Ergebnisse teilten, gehören das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig sowie Universitäten in Leipzig und Wien. Dank der engen Zusammenarbeit zwischen theoretischen und experimentellen Ansätzen sollen die Modelle weiter verbessert werden, um individuell angepasste Therapien zu entwickeln.
Ein entscheidendes Ziel ist es, Therapien zu schaffen, die auf den spezifischen Mikrobiomdaten der einzelnen Patienten basieren. Dieses Forschungsvorhaben wird zudem von der dänischen Novo Nordisk Foundation unterstützt, die bedeutende Mittel für die Untersuchung der Mikrobiom-Interaktionen bereitstellt.
Mikrobiom und Gesundheit
Das Verständnis des Mikrobioms hat sich in den letzten Jahren erheblich gewandelt. Früher wurden Bakterien oft mit Schmutz in Verbindung gebracht, heutzutage wird der Mensch jedoch als Superorganismus betrachtet, der in Symbiose mit Billionen von Mikroben lebt. Der menschliche Darm beherbergt schätzungsweise 40 bis 100 Billionen Bakterien, die nicht nur bei der Verdauung helfen, sondern auch für ein gesundes Immunsystem entscheidend sind. Diese Mikroben produzieren unter anderem Vitamine und tragen zur Regulierung von Entzündungen bei.
Ein gesundes Mikrobiom ist mit verschiedenen positiven gesundheitlichen Effekten verknüpft, während eine Dysbiose, also ein Ungleichgewicht, mit zahlreichen Krankheiten in Verbindung gebracht wird. Faktoren wie der westliche Lebensstil und der hohe Konsum an hochverarbeiteten Lebensmitteln haben zur Diversitätsreduktion im Mikrobiom beigetragen, was in den letzten Jahrzehnten zu einem Anstieg von entzündlichen Erkrankungen geführt hat.
Deshalb ist die Entwicklung neuer Strategien zur Stabilisierung und Diversifizierung des Mikrobioms von zentraler Bedeutung. Forscher betonen, dass eine gesunde Ernährung und vermehrter Kontakt mit der Natur maßgeblich zur Verbesserung der Mikrobiota beitragen können.
In der Forschung zu Lungenkarzinomen zeigt sich ein ähnliches Bedürfnis nach personalisierten Therapien. Diese Krebserkrankungen, die häufigste Todesursache durch Krebs, erfordern differenzierte Behandlungsansätze. Personalisierte Therapien, die auf Biomarkern wie PD-L1 und genomischen Mutationen basieren, sind Grundpfeiler in der Behandlung von nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen (NSCLC), die etwa 85% der Primärdiagnosen ausmachen und oft in einem metastasierten Stadium entdeckt werden.
Die Fortschritte in der Früherkennung und Behandlung dieser Erkrankungen sind eng mit den Entwicklungen in der personalisierten Medizin verknüpft, die auch für andere Krankheitsfelder, wie etwa Adipositas, von Bedeutung sind. Diese Entwicklungen stimmen mit den Zielen des MATOMIC-Programms überein, das langfristig auf eine individualisierte medizinische Versorgung abzielt.
Das nächste Konsortialtreffen wird am 14. Mai 2024 stattfinden, um weitere Fortschritte zu evaluieren und neue Kooperationen zu fördern.
