Mathematische Modelle gegen Fettleibigkeit: Neues aus Bielefeld!

Bielefeld, Deutschland - Am 12. Mai 2025 hat sich das internationale MATOMIC-Konsortium am Zentrum für interdisziplinäre Forschung (ZiF) der Universität Bielefeld versammelt, um über aktuelle Fortschritte im Bereich der mathematischen Modellierung zur Bekämpfung von Fettleibigkeit zu berichten. Unter der Leitung von Professor Dr. Daniel Merkle wird untersucht, wie komplexe Wechselwirkungen im Darmmikrobiom zur Adipositas beitragen und wie diese durch gezielte mathematische Modelle entschlüsselt werden können. Das Projekt, das den Titel „Mathematical Modelling for Microbial Community Induced Metabolic Diseases“ (MATOMIC) trägt, soll langfristig personalisierte Therapien basierend auf individuellen Mikrobiomdaten entwickeln.

Die Teilnehmer des Konsortiums stammen aus Dänemark, Deutschland und Österreich und haben die Gelegenheit, Kooperationen zu fördern. Zu den Institutionen, die an dem Projekt beteiligt sind, gehören das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig sowie die Universitäten in Leipzig und Wien. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Entwicklung von Modellen, die chemische Reaktionen im Darm vorhersagen und deren Einfluss auf den Stoffwechsel erläutern. Ein Augenmerk liegt auch auf der Fäkaltransplantation, deren Wirksamkeit als Therapieansatz gegen Fettleibigkeit derzeit untersucht wird.

Forschung im Darmmikrobiom

Das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem menschlichen Körper und seinen Mikroben gewinnt zunehmend an Bedeutung. Laut den Erkenntnissen von Forschung und Lehre besteht der Mensch aus einem Mikrobiom, das Billionen von Mikroorganismen umfasst. Im menschlichen Darm leben schätzungsweise 40 bis 100 Billionen Bakterien. Diese Mikrobiota spielen eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel, indem sie unter anderem kurzkettige Fettsäuren produzieren, die das Immunsystem beeinflussen und eine Schutzfunktion gegen verschiedene Krankheiten übernehmen.

Nicht nur die Nahrungsaufnahme, sondern auch der Lebensstil hat einen signifikanten Einfluss auf die Diversität der Mikroben im Darm. Eine Ernährung, die reich an Ballaststoffen ist, unterstützt eine gesunde und artenreiche Mikrobiota. Im aktuellen Kontext zeigt sich, dass der „westliche Lebensstil“ mit einem Verlust an Artenvielfalt im Mikrobiom verbunden ist. In Deutschland kommen etwa 45 Prozent der Kalorien aus hochverarbeiteten Lebensmitteln, die weit weniger Ballaststoffe enthalten, was negative Folgen für die Mikrobiom-Gesundheit haben kann.

Personalisierte Therapien in der Krebsbehandlung

Neben der Forschung zur Fettleibigkeit stehen personalisierte Therapieansätze auch im Fokus der Behandlung von Lungenkarzinomen. Diese Krebsart bleibt die häufigste Todesursache durch Krebs, wobei das inhalative Rauchen als Haupt-Risikofaktor gilt. Jährlich sind in Deutschland rund 60.000 Neudiagnosen zu verzeichnen, wovon 45.000 tödlich enden. Wie auf Ärzteblatt berichtet wird, hat die Entwicklung in der Diagnostik und Behandlung, insbesondere durch zielgerichtete Therapien und Immun-Checkpoint-Hemmer, die Überlebensraten bei nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen (NSCLC) verbessert.

Ein zentraler Aspekt für den Erfolg dieser Behandlungen ist die Frühdiagnose. Bildgebende Verfahren wie die Niedrigdosis-Computertomografie können die Sterblichkeit in definierten Risikogruppen signifikant reduzieren. Über 50 Prozent der NSCLC-Fälle werden jedoch im metastasierten Stadium diagnostiziert, was die Behandlung erschwert. Personalisierte Ansätze, die auf Biomarkern und genomischen Mutationen basieren, sind daher essenziell für die Optimierung der Therapieergebnisse.