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Technologie

Das Mikrobiom rückt ins Zentrum der Medizinforschung

Das Mikrobiom, die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die Menschen, Tiere und Pflanzen besiedeln, entwickelt sich zu einem wichtigen Helfer, wenn es künftig darum geht Krankheiten vorzubeugen, CO2-Emissionen zu reduzieren oder auch Lebensmittel produktiver anzubauen.

11.09.2017

Egal wo wir uns auch befinden, wir sind nie allein. Billionen lebendiger Mikroorganismen besiedeln den menschlichen Organismus, zu jeder Zeit und an jedem Ort. Bakterien, Viren und Parasiten tummeln sich im Darm, auf der Haut und in anderen Körperteilen. In ihrer Gesamtzahl bilden sie das menschliche Mikrobiom. Ein gesunder menschlicher Körper beherbergt im Schnitt zehn Mal mehr Mikroorganismen als Körperzellen. Mit einem Gewicht von rund 1,5 Kilo bilden sie ein eigenes (wenn auch „inoffizielles“) Organ, ohne das menschliches (Über)Leben schlichtweg unmöglich ist. Im Darm zum Beispiel helfen sie durch ihre Stoffwechselprodukte, dass das Immunsystem zuverlässig arbeitet oder wichtige Körperfunktionen reibungslos ausgeführt werden können. Die konkrete Zusammensetzung des Mikrobioms unterscheidet sich von Mensch zu Mensch, keins gleicht dem anderen. Gerät das Gleichgewicht des Mikrobioms ins Wanken, dann ist auch der Mensch direkt betroffen. Viele Zivilisationskrankheiten wie Diabetes oder Fettleibigkeit, aber auch Krebs oder Depressionen, lassen sich u.a. auf eine Störung des Mikrobioms zurückzuführen.

Kein Wunder also, dass das menschliche Mikrobiom immer stärker in den Fokus der medizinischen Forschung rückt. 2016 flossen rund 600 Mio. EUR an Venture-Capital-Investitionen in Start-Ups und Unternehmen, die sich mit dem menschlichen Mikrobiom befassen. Das ist mehr als im Zeitraum 2011-2015 zusammen. Im Jahr 2023 sollen mit medizinischen Mikrobiomtechnologien weltweit Umsätze in Höhe von 658 Mio. USD generiert werden, mehr als doppelt so viel wie für das Jahr 2019 erwartet wird. Das menschliche Mikrobiom wird z.B. als wichtiger Erfolgsfaktor für die Zukunft der personalisierten Medizin angesehen – Therapien und Medikamente, die maßgeschneidert auf die individuellen körperlichen Profile und Anforderungen von Patienten konzipiert sind. Dabei lassen sich grundsätzlich zwei Ansätze erkennen:

  • Der erste Ansatz zielt darauf ab, die individuelle Zusammensetzung des Mikrobioms von Patienten gezielt zu beeinflussen und zu verändern. So können in Zukunft z.B. bestimmte Wirkstoffpräparate verabreicht werden, die das Wachstum bestimmter Bakterien ankurbeln, die in zu geringen Mengen im Körper vorhanden sind. Oder aber Patienten bekommen direkt eine Dosis lebender Bakterien verabreicht.
  • Der zweite Ansatz zielt darauf ab, die Wirksamkeit von Medikamenten im Körper zu erhöhen. Je nach individueller Zusammensetzung des Mikrobioms im Darm variiert auch die Zerlegung bestimmter Wirk- und Inhaltsstoffe und damit auch deren Effektivität. Medikamente sollen in ihrer Komposition somit gezielt auf die individuellen Mikrobiota und damit auch Stoffwechselprozesse von Patienten zugeschnitten werden.

Doch nicht nur im Gesundheitsbereich nimmt das Mikrobiom eine wachsende Bedeutung ein, sondern auch mit Blick auf andere zukunftsrelevante Themen wie den Klimawandel oder die Lebensmittelversorgung. Forscher untersuchen z.B. den Zusammenhang zwischen der Höhe von Methan-Emissionen in der Nutztierhaltung und der Zusammensetzung des ruminalen Mikrobioms von Kühen. Ebenso beschäftigen sich Forscher zunehmend mit der Frage, wie die Produktivität in der Nahrungsmittelherstellung erhöht werden kann, indem etwa durch den gezielten Einsatz pflanzlicher Mikrobiota das Wachstum von Pflanzen begünstigt, die Resistenz gegenüber Schadstoffen erhöht oder auch die Aufnahme von Nährstoffen aus dem Boden und Düngemitteln verbessert werden können.

Technologische Lösungen und Märkte rund um das Mikrobiom befinden sich noch in ihren Anfängen und es gibt noch viele verborgene Geheimnisse über unsere kreuchenden Mitbewohner und all ihre Vorlieben und wechselseitigen Wirkungen zu lüften. Doch eins ist sicher: Je mehr wir über sie erfahren, desto größer der Beitrag, den sie in Zukunft bei der Lösung globaler Probleme und Herausforderungen leisten können.

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