Präzision statt Probiotika – Wie Mikrobiom-Engineering Erkrankungen verhindern soll
Wissenschaftler*innen am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) gehen neue Wege in der Prävention von Infektionen: Mit gezieltem Mikrobiom-Engineering wollen sie das Gleichgewicht der Darmflora steuern und so Krankheiten vorbeugen.
Das Mikrobiom und seine Bedeutung für die Gesundheit
Unser Darm beherbergt ein komplexes Ökosystem aus Bakterien, Viren und anderen Mikroorganismen, das zahlreiche gesundheitserhaltende Funktionen übernimmt – von der Nährstoffverwertung bis zur Abwehr schädlicher Keime. Je vielfältiger diese Mischung, desto stabiler das System. Geht diese Vielfalt verloren oder dominieren pathogene Keime, steigt das Risiko für Entzündungen, Infektionen und langfristig chronische Erkrankungen.
Am HZI forschen Dr. Lisa Osbelt-Block und Prof. Till Strowig daran, das Mikrobiom gezielt zu gestalten – ähnlich wie ein Ingenieur eine Maschine optimiert. Statt herkömmlicher Probiotika oder vollständiger Stuhltransplantationen setzen sie auf präzise Eingriffe, um schädliche Bakterien aus dem Darm zu verdrängen und das bestehende Ökosystem zu stärken.
„Unser Ziel ist die Prävention schwerer Infektionen, die ihren Ursprung im Darm haben können. Wir wollen diese Bakterien aus dem Darm entfernen, bevor es zu Komplikationen kommt“, erklärt Strowig.
Wie funktioniert Mikrobiom-Engineering?
Für seine Forschung setzt das Team auf natürliche Mikroorganismen als eine Art biologisches Werkzeug. Einige Bakterien können schädliche Keime im Darm gezielt verdrängen, indem sie mit ihnen um Nährstoffe und Lebensraum konkurrieren. So zeigt beispielsweise Klebsiella oxytoca das Potenzial, krankmachende Bakterien zurückzudrängen. Auch gegen pathogene Enterobakterien wie E. coli untersuchen die Forschenden gezielt mikrobielle Gegenspieler. Ergänzend erforscht das Team innovative Ansätze wie programmierbare Antibiotika, die Genschere CRISPR oder den Einsatz von Bakteriophagen. Ziel ist es, einzelne Mikroorganismen im Darm künftig präzise zu reduzieren oder gezielt umzuprogrammieren.
Ein besonderer Fokus liegt auf der Entwicklung sogenannter lebender Biotherapeutika (LBP) – gefriergetrockneter Mikroorganismen, die als Arzneimittel eingesetzt werden sollen. Diese unterscheiden sich deutlich von klassischen Probiotika, die ohne klinische Wirksamkeitsprüfung als Nahrungsergänzungsmittel verkauft werden.
Die Forscher*innen setzen darauf, dass fein abgestimmte Eingriffe ins Mikrobiom künftig helfen, Infektionen schon im Vorfeld zu verhindern – lange bevor sie sich systemisch ausbreiten.
Quelle: Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung
