Darmmikrobiom als Schlüssel für personalisierte Therapie bei chronisch- entzündlichen Darmerkrankungen
. Das menschliche
Darmmikrobiom ist so individuell wie ein Fingerabdruck. Bei chronisch-
entzündlichen Darmerkrankungen (CED) wie Morbus Crohn oder Colitis
ulcerosa spielt es eine zentrale Rolle. Doch sein Potenzial zur Diagnostik
und personalisierten Therapie für Patient:innen bleibt bisher ungenutzt.
Das Forschungsprojekt MikrobiomProCheck soll dies ändern.
Dafür erhalten
das Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften – ISAS – e. V., die
Universitäten Bonn, Bielefeld und Duisburg-Essen, die Biofidus AG sowie
die Lead Discovery Center GmbH rund 3,4 Millionen Euro von der NRW-
Landesregierung und der Europäischen Union.
Trotz Fortschritten bei der Behandlung von CED sprechen Patient:innen
unterschiedlich gut auf die Therapie an. Die Mehrheit der Betroffenen
leidet lebenslang an der Erkrankung. Die Folgen sind unter anderem eine
hohe Zahl von Krankenhausaufenthalten und ein erhöhtes Risiko für
Darmkrebs. Entscheidend für CED ist neben genetischen Ursachen und
Umweltfaktoren das Darmmikrobiom. Dieses ist für die Verdauung und
Verwertung von Nährstoffen wichtig und unterstützt die Entwicklung von
Immunzellen. Bei CED gerät das Darmmikrobiom aus dem Gleichgewicht. Daher
liegt genau bei diesen Billionen von Organismen im Darm der Schlüssel für
neue, maßgeschneiderte Therapien. „Um mehr über die vielfältige Rolle des
Mikrobioms bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen zu erfahren und
diese Erkenntnisse für neue Behandlungen zur Verfügung zu stellen,
analysieren wir mittels KI Daten zu Genen, Metaboliten und Proteinen aus
dem Darmmikrobiom“, erläutert Prof. Dr. Robert Heyer, Leiter der ISAS-
Forschungsgruppe Mehrdimensionale Omics-Datenanalyse und Professor für
Bioinformatik an der Universität Bielefeld. Er koordiniert
MikrobiomProCheck.
Neue maßgeschneiderte Therapien – von zuhause aus
Basierend auf den molekularen Daten entwickeln die Forschenden
Computermodelle, die Aufschluss über die Krankheitsmechanismen bei CED und
damit wertvolle Hinweise für neue Behandlungsstrategien geben. Mit dem
Forschungsprojekt verbunden ist auch der Aufbau einer digitalen
Infrastruktur: Eine neue Datenbank soll ein Wirkstoff-Mikrobiom-Screening
ermöglichen, um die Arzneimittel und Ernährungsprotokolle gezielt an das
individuelle Darmmikrobiom der Erkrankten anzupassen und Therapie-
Vorhersagen zu treffen.
Sowohl der Krankheitsverlauf als auch die Therapie sollen sich später
idealerweise ohne Darmspiegelungen kontrollieren lassen. Patient:innen
könnten dafür Stuhlproben zuhause entnehmen. Dies wäre nicht nur in
ländlichen Regionen mit wenigen Arztpraxen von Vorteil, sondern würde auch
insgesamt Arztbesuche reduzieren und das Gesundheitssystem entlasten.
NRW-weite Kooperation: Forschung trifft auf Biotech
MikrobiomProCheck ist ein in NRW breit aufgestelltes interdisziplinäres
Forschungsprojekt: Das Universitätsklinikum Essen (UK Essen: Prof. Dr.
Claudia Veltkamp) sowie das Evangelische Klinikum Bethel –
Universitätsklinikum OWL der Universität Bielefeld (Prof. Dr. Eckard
Hamelmann, Dr. Patricia Maasjosthusmann) betreuen beispielsweise die
Studie mit zehn jungen und 100 erwachsenen CED-Patient:innen sowie genauso
vielen gesunden Proband:innen. Die Biofidus AG und das ISAS (Prof. Dr.
Albert Sickmann) führen die molekularen Untersuchungen der Stuhlproben
durch. Die Analyse der Wechselwirkungen zwischen Mikrobiom und Immunsystem
erfolgt am UK Essen (Prof. Dr. Astrid Westendorf, Dr. Alexandra Mekes-
Adamczyk). Die Lead Discovery Center GmbH entwickelt ein Screening-
Verfahren, um die Wechselwirkungen zwischen therapeutischen Wirkstoffen
und dem Darmmikrobiom zu untersuchen. Das ISAS (Prof. Dr. Robert Heyer),
die Universitäten Bonn (Prof. Dr. Martin Hofmann-Apitius, Prof. Dr. Marie-
Christine Simon, Dr. Alpha Tom Kodamullil) und Bielefeld (Prof. Dr.
Alexander Sczyrba, Dr. Tobias Busche) widmen sich gemeinsam den KI-
basierten Mikrobiom-Analysen und sind für den Aufbau der digitalen
Infrastruktur verantwortlich.
(MikrobiomProCheck ist im Januar 2026 gestartet. Die NRW-Landesregierung
und Europäische Union fördern das Projekt mit ca. 3,37 Mio. Euro, verteilt
auf drei Jahre.)
