Mathematische Modellierung für Ansätze gegen Fettleibigkeit

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Am Zentrum für interdisziplinäre Forschung (ZiF) der Universität Bielefeld
trifft sich das internationale MATOMIC-Konsortium. Die Forschungsgruppe um
den Chemieinformatiker Professor Dr. Daniel Merkle lädt ein, um
Projektfortschritte zu präsentieren und neue Kooperationen anzustoßen.

Das
Projekt untersucht mithilfe mathematischer Modelle die komplexen
Wechselwirkungen im Darmmikrobiom – mit dem Ziel, neue Wege zur Bekämpfung
von Fettleibigkeit (Adipositas) zu finden.

Wie kann Mathematik helfen, Fettleibigkeit entgegenzuwirken? Das
internationale Projekt MATOMIC bringt Fachleute aus Informatik, Chemie,
Biologie und Medizin zusammen, um diese Frage zu beantworten. Der
Projektname steht für „Mathematical Modelling for Microbial Community
Induced Metabolic Diseases“ (Mathematische Modellierung für durch
mikrobielle Gemeinschaften verursachte Stoffwechselkrankheiten). Das Ziel
der Forschenden aus Dänemark, Deutschland und Österreich ist es, Prozesse
im Darmmikrobiom mithilfe mathematischer Modelle zu entschlüsseln. Das
nächste Konsortialtreffen des von der Novo Nordisk Foundation geförderten
Großprojektes findet am 14. Mai am Zentrum für interdisziplinäre Forschung
(ZiF) der Universität Bielefeld statt.

Mit Forschung Reaktionen im Darm voraussagen
Gastgeber ist Professor Dr. Daniel Merkle, Leiter der Forschungsgruppe
Algorithmische Chemieinformatik an die Universität Bielefeld. Gemeinsam
mit seinem Team entwickelt er Modelle, die chemische Reaktionen im Darm
abbilden und vorhersagen, wie Mikrobiomveränderungen den Stoffwechsel
beeinflussen. Eine Anwendung betrifft die sogenannte Fäkaltransplantation
– bislang ein instabiler Therapieansatz gegen Fettleibigkeit. MATOMIC will
die Ursachen dafür aufdecken.

Internationale Partner testen und optimieren Modelle
Am Vormittag präsentieren Bielefelder Wissenschaftler*innen ihre Arbeiten,
um Anknüpfungspunkte für Kooperationen zu schaffen. Am Nachmittag stellen
die internationalen Projektpartner aktuelle Ergebnisse vor. Darunter sind
erste Auswertungen mikrobieller Kultivierungen sowie neue
Modellierungsansätze – beteiligt sind unter anderem das Helmholtz-Zentrum
für Umweltforschung in Leipzig und Universitäten in Leipzig und Wien.

„Wir arbeiten in einer engen Feedbackschleife zwischen Theorie und
Experiment“, erklärt Merkle. „Unsere Partner*innen überprüfen unsere
theoretischen Vorhersagen in Laborexperimenten – das verbessert die
Aussagekraft unserer Modelle.“ Ein langfristiges Ziel: personalisierte
Therapien auf Basis individueller Mikrobiomdaten.
MATOMIC steht für einen neuen Ansatz in der Gesundheitsforschung. Mit
präzisen mathematischen Modellen wollen die Forschenden komplexe
biologische Systeme besser verstehen – und so neue Wege in der Behandlung
von Stoffwechselerkrankungen erschließen. Das Projekt wird von der
dänischen Novo Nordisk Foundation finanziert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Professor Dr. Daniel Merkle, Universität Bielefeld
Technische Fakultät, Arbeitsgruppe Algorithmische Chemieinformatik
Telefon 0521 106-86302 (Sekretariat)
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