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Innovationen und Fortschritte durch bahnbrechende Mikrobiom-Forschung

Alles und jeder ist von Mikrobiomen umgeben. Zu verstehen, was Mikrobiome tun, was sie sind und wie sie interagieren, ist eine neue wissenschaftliche Grenze, die mittlerweile durch rasante Fortschritte in den Bereichen Genomkartierung, Robotik und chemischer Analyse greifbar geworden ist. Was wir bislang über das Mikrobiom wissen, ist, dass es von grundlegender Bedeutung für die menschliche Gesundheit und für die durch den Menschen hergestellten Nahrungsmittel, für die Tier- und Pflanzenwelt und für Ökosysteme im Allgemeinen ist. Die Entschlüsselung der Mikrobiom-Komplexität bietet ein immenses Potenzial für Innovationen und wird richtungsweisend für die Art und Weise sein, in der wir mit den Rohstoffen unseres Planeten wirtschaften, um Nahrung für den Menschen zu gewinnen und die menschliche Gesundheit zu verbessern.
Innovationen und Fortschritte durch bahnbrechende Mikrobiom-Forschung
Das menschliche Mikrobiom setzt sich aus Gemeinschaften von symbiotischen, kommensalen und pathogenen Bakterien sowie Pilzen und Viren zusammen. Das Mikrobiom des Menschen umfasst 100 Mal mehr Gene als der menschliche Körper, während lediglich 1000 Spezies in unserem Darm leben. Die vom Menschen beherbergten Mikrobiom-Gemeinschaften befinden sich überall in unserem Körper – in Augen, Mund und Lunge bis hin zu Haut, Genitalien und Darm.

Ein Betrag für Gesundheit und Wohlbefinden

Einige dieser Mikroorganismen haben keine Auswirkungen auf ihre Wirte, während andere Mikroorganismen wie symbiotische Bakterien beispielsweise durch die Zersetzung von Nahrung Verhältnisse ermöglichen, die für beide Seiten von Nutzen sind. Pathogene in Form von krankheitserregenden opportunistischen Mikroorganismen sind ebenfalls vertreten, wenn auch in kleinerer Anzahl.

Aktuell mangelt es am Verständnis der Bedeutung des menschlichen Darm-Mikrobioms, auch wenn sich dieses Mikrobiom bekanntermaßen auf die Fähigkeit des Körpers zur Energieaufnahme aus Nahrung und auf die Gehirnfunktion auswirkt. Bessere Erkenntnisse über das Darm-Mikrobiom würden somit zur Entwicklung von diätetischen Interventionen und anderen Methoden für die Behandlung chronischer und akuter Erkrankungen beitragen.

Das Mikrobiom ist jedoch nicht nur ein Merkmal des menschlichen Körpers, es ist ebenso in Nutztieren, Pflanzen, Böden und den Meeren enthalten. Diese interagieren allesamt in komplexer Weise, welche die Wissenschaft erst ansatzweise erfasst. Das Mikrobiom stellt somit ein riesiges neues Forschungsfeld dar, das Potenzial für nichts geringeres als eine Revolution im Bereich von Nahrungsmittel und Ernährung bietet.

Bahnbrechende EU-Forschung hervorheben

Über die Rahmenprogramme RP7 und Horizont 2020 hat die EU die einmalige Gelegenheit zur Förderung ambitionierter bahnbrechender Forschungsprojekte wahrgenommen, um in der Mikrobiom-Forschung eine weltweit führende Stellung einzunehmen.

Der Schwerpunkt dieses CORDIS Results Pack liegt auf 13 EU-finanzierten Projekten, die an der Speerspitze der Mikrobiom-Forschung stehen. Über Initiativen wie beispielsweise FIBEBIOTICS wird erforscht, wie diätetische Ballaststoffe das Immunsystem unseres Körpers zur Abwehr von Pathogenen stärken. Ferner werden im Zuge von SYSBIOFUN die Immunreaktionen des Körpers auf Pilzinfektionen untersucht, während FUNMETA über eine Fokussierung auf die Stoffwechselwege den Wechselwirkungen zwischen Wirt und Pilz gewidmet ist.

Um die Bedeutung von Biomarkern für die phänotypische Flexibilität zur Messung der menschlichen Gesundheit zu bestimmen, werden im Rahmen von NUTRITECH Technologien angewandt, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen. Über die Identifizierung von Biomarkern für die Futtermitteleffizienz im Bereich der Rinderzucht konnte im Rahmen von MARKEFFICIENCY die Produktion bei Tieren gesteigert werden, die mit sehr nahrhaftem Futter versorgt werden.

Bei den Projekten MUTFLYGUTBACT und AMIABLE wurden hingegen Insekten- und Säugetiermodelle in Form von Fruchtfliegen, Ameisen und Mäusen eingesetzt. Im Zuge des erstgenannten Projekts wurde ein Bakterienstamm zur Verwendung in der Probiotik ausgemacht. Das letztgenannte Projekt führte zu verbesserten wissenschaftlichen Erkenntnissen über die Interaktionen zwischen Wirt und symbiotischen Bakterien, die zur umweltfreundlichen Schädlingsbekämpfung genutzt werden können.

Abschließend wird das größte zusammenhängende Ökosystem der Welt thematisiert – das Meer. Im Rahmen des Projekts MACUMBA wurden hierbei marine mikrobielle Organismen isoliert und kultiviert, um deren Bedeutung für das Biom des Meeres in Erfahrung zu bringen. Über PHARMASEA wurden zudem mikrobielle Genome von extremen Umgebungen aus den Tiefen des Ozeans untersucht, um bioaktive Stoffe für die Behandlung von Infektionen und Erkrankungen zu entdecken.
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