Während das genetische Erbgut des Menschen bis zu 99,5 % identisch ist, weist die Zusammensetzung des menschlichen Darmmikrobioms mit nur 10 – 20 % gemeinsamen Arten eine weitaus größere Vielfalt auf. In der Abteilung „Microbiome Dynamics“ leisten wir Pionierarbeit bei der Entwicklung personalisierter Medizin und Ernährungsstrategien, die sich auf das Darmmikrobiom konzentrieren - eine entscheidende Einflussgröße auf die menschliche Gesundheit und die individuellen Ernährungsgewohnheiten. Das Darmmikrobiom enthält 150-mal mehr Gene als der Mensch selbst, ist ein riesiger Enzymspeicher, mit einer enormen Stoffwechselproduktivität und Kapazität zur Verwertung von Nahrungsmitteln.
Unser interdisziplinäres Team nutzt experimentelle Metagonomik-Methoden und modernste Ökosystembiologie, um die Komplexität der Interaktionen zwischen Wirt und Mikrobiom zu entschlüsseln. Indem wir uns auf das dynamische Zusammenspiel zwischen dem Darmmikrobiom und seinem Wirt konzentrieren, zielt unsere Forschung darauf ab, die Mechanismen zu identifizieren, die chronische Krankheiten und Infektionsanfälligkeit verursachen, um daraus präzise Behandlungsstrategien zu entwickeln.
Unser Ansatz
Unsere Forschung ist in hohem Maße kooperationsorientiert und konzentriert sich auf die Rolle des Mikrobioms bei global relevanten Krankheiten, um neue, patientenspezifische Therapien zu entwickeln. Wir untersuchen die Interaktionen zwischen Wirt und Mikrobiom bei Stoffwechselkrankheiten, Infektionen, Krebs und Sepsis, indem wir vielfältige und umfangreiche biologische Daten sammeln und auswerten. Um von vergleichenden Studien zu einem kausalen Verständnis der Pathophysiologie mikrobiombezogener Krankheiten zu gelangen, konzipieren wir Querschnitts- und Längsschnittstudien sowie zufallsgesteuerte, kontrollierte Studien.
Wir nutzen die neuesten Techniken des maschinellen Lernens, um klinische Daten, die Biologie des Wirtes und umfassende multimikroskopische Daten zu integrieren. Dadurch kann die Identifizierung von Krankheitssubtypen und die Vorhersage des Ansprechens auf eine Behandlung erleichtert werden. Darüber hinaus optimieren innovative Ansätze, wie die Übertragung der menschlichen fäkalen Mikrobiota in keimfreie Modelle unsere Forschungsarbeit, zusammen mit der Bewertung einzelner Arten und mikrobieller Gruppen in Zelllinien und Darmsystemen.
Unsere Abteilung setzt sich für einen Richtungswechsel in der Erforschung des Ernährungs-Mikrobioms ein, indem sie einen neuen Ansatz der ganzheitlichen Sichtweise auf das Holobiom verfolgt, mit dem obersten Ziel, informierte und personalisierte Ernährungsstrategien zu entwickeln, um die Gesundheit zu verbessern und chronische Krankheiten und mikrobielle Infektionen zu verhindern.