Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen: Darmmikrobiom als Schlüssel für personalisierte Therapie

Das Forschungsprojekt MikrobiomProCheck will für die Diagnostik und Therapie Chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen (CEDs) Informationen aus der Darmmikrobiota Betroffener nutzen.

Dafür erhalten das Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften – ISAS, 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.

Die Projektverantwortlichen gehen von der Beobachtung aus, dass trotz Fortschritten bei der Behandlung von CEDs Patienten unterschiedlich gut auf eine entsprechende Therapie ansprechen. Die Mehrheit der Betroffenen leide lebenslang an der Erkrankung, teilt das ISAS mit. Die Folgen seien unter anderem eine hohe Zahl von Krankenhausaufenthalten und ein erhöhtes Risiko für Darmkrebs.

Entscheidend für CEDs sei neben genetischen Ursachen und Umweltfaktoren das Darmmikrobiom, so das ISAS weiter, das bei CEDs aus dem Gleichgewicht gerate. Darin sehen die Forschenden aber auch einen 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 Künstlicher Intelligenz (KI) Daten zu Genen, Metaboliten und Proteinen aus dem Darmmikrobiom“, erläutert Prof. Robert Heyer, Leiter der ISAS-Forschungsgruppe Mehrdimensionale Omics-Datenanalyse und Professor für Bioinformatik an der Universität Bielefeld. Er koordiniert das Projekt MikrobiomProCheck.

Neue maßgeschneiderte Therapien – von zu Hause aus

Basierend auf den molekularen Daten entwickeln die Forschenden laut eigener Aussage Computermodelle, die Aufschluss über die Krankheitsmechanismen bei CEDs 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, erklären die Wissenschaftler: Patienten könnten dafür Stuhlproben zu Hause entnehmen. Dies wäre laut dem ISAS 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 (Prof. Claudia Veltkamp) sowie das Evangelische Klinikum Bethel – Universitätsklinikum OWL der Universität Bielefeld (Prof. Eckard Hamelmann, Dr. Patricia Maasjosthusmann) betreuen beispielsweise die Studie mit zehn jungen und 100 erwachsenen CED-Patienten sowie genauso vielen gesunden Proband:innen. Die Biofidus AG und das ISAS (Prof. Albert Sickmann) führen die molekularen Untersuchungen der Stuhlproben durch. Die Analyse der Wechselwirkungen zwischen Mikrobiom und Immunsystem erfolgt am UK Essen (Prof. 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. Robert Heyer), die Universitäten Bonn (Prof. Martin Hofmann-Apitius, Prof. Marie-Christine Simon, Dr. Alpha Tom Kodamullil) und Bielefeld (Prof. 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 Millionen Euro, verteilt auf drei Jahre.