Microbiota Vault-Initiative wählt Thomas Bosch in den Vorstand

CAU-Forschungsschwerpunkt Kiel Life Science unterstützt globales Projekt zur Sicherung der mikrobiellen Vielfalt

Seit wenigen Jahren arbeitet eine Gruppe internationaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter Beteiligung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) an einer weltweiten Initiative zur Bewahrung von Mikroorganismen. Im sogenannten Microbiota Vault (Deutsch: Mikroorganismen-Speicher) soll künftig die Identifizierung, Sammlung und dauerhafte Konservierung einer möglichst großen Bandbreite von Mikroorganismen möglich werden, bevor diese unter dem zunehmenden Einfluss zivilisatorischer Faktoren wie beispielsweise der Antibiotika-Übernutzung oder ungesunder Ernährung für immer verloren gehen. Davon erhoffen sich die Forschenden Vorteile für die menschliche Gesundheit: Die Konservierung eines möglichst vollständigen Repertoires der ursprünglichen mikrobiellen Diversität sei zum Beispiel Voraussetzung für die Entwicklung künftiger Therapien zur Wiederherstellung eines gesunden Darmmikrobioms und damit Grundlage zur Bekämpfung verschiedener Umwelterkrankungen, betonen die Initiatorinnen und Initiatoren. Zum neuen Jahr wurde Professor Thomas Bosch, Sprecher des CAU-Forschungsschwerpunkts Kiel Life Science (KLS), in den Vorstand (Englisch: Board of Directors) des Microbiota Vault-Projekts gewählt und wird nun die weitere Entwicklung des Vorhabens mitgestalten.

Eine unabhängige Machbarkeitsstudie hatte 2020 die Empfehlung zur Umsetzung des Projekts ergeben. Ende des vergangenen Jahres begann dann die Umsetzungsphase des Microbiota Vault, an der neben der Kieler Universität unter anderem auch die ETH Zürich, die Universitäten Basel und Lausanne sowie die US-amerikanische Rutgers University beteiligt sind. Primäres Ziel ist zunächst die Einrichtung einer speziellen Biobank, also einer Aufbewahrungsstätte für sogenannte Sicherungsproben möglichst vieler Mikrobenarten zur langfristigen Konservierung. Dies dient nicht nur der Archivierung, sondern vor allem der künftigen Kultivierung der Proben als Grundlage möglicher therapeutischer Anwendungen. Dazu befinden sich die nötigen technischen Infrastrukturen zurzeit modellhaft im Aufbau: Aufgrund der geografischen Eignung und politischen Stabilität wählten die Forschenden einen Standort in der Schweiz.
 

Verarmung des Mikrobioms führte zum vermehrten Auftreten von Krankheiten

Die mikrobielle Besiedlung des menschlichen Körpers ist im Laufe des vergangenen Jahrhunderts immer artenärmer geworden. Dafür verantwortlich ist der Einfluss des industriellen Lebensstils, der zum Beispiel durch die starke Nutzung von Antibiotika, übertriebene Hygiene oder die Ernährung mit hochgradig verarbeiteten Lebensmitteln geprägt ist. Diese schädlichen Einflüsse sorgten in Summe dafür, dass es zu einer massiven Abnahme der Vielfalt innerhalb des menschlichen Mikrobioms gekommen ist. Den dramatischen Anstieg sogenannter Umwelterkrankungen in den letzten Jahrzehnten führen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf den parallelen Rückgang an mikrobieller Diversität zurück: Übergewicht, Asthma oder Allergien haben beispielsweise in gleichem Maße zugenommen, wie umfangreiche Bestandteile des menschlichen Mikrobioms verloren gingen.
 

Bewahrung verloren gegangener Mikroben

Die Initiatorinnen und Initiatoren des Projekts planen daher, Mikroorganismen in Regionen der Welt zu sammeln, die noch nicht zu stark vom westlichen Lebensstil geprägt sind. So zeigt zum Beispiel die indigene Bevölkerung in entlegenen Regionen des Amazonasgebiets eine deutlich vielfältigere und ursprünglichere Mikrobiom-Zusammensetzung als etwa Menschen in Nordamerika oder Europa. Nur rund die Hälfte der mikrobiellen Artenvielfalt sei bei Letzteren noch vorhanden, schätzen die Forschenden. „Bevor diese Mikroben sicher verwahrt werden können, müssen für die Gesundheit essenzielle Mikrobenarten zunächst gefunden und eingesammelt werden. Eine besonders anspruchsvolle Aufgabe unseres Projekts ist es daher, dafür geeignete Strukturen zu schaffen. Dabei geht es nicht nur um den technischen und logistischen Aufwand, sondern besonders auch um die Voraussetzungen für eine rechtssichere und gerechte Nutzung des gesammelten Materials in der Zukunft“, erklärt KLS-Sprecher Professor Thomas Bosch. „Wir wollen diese Herausforderungen zeitnah lösen, um in Zukunft eine unschätzbar wertvolle Ressource für die menschliche Gesundheit erhalten zu können. Dazu müssen wir den immer schneller verschwindenden Reichtum an Mikroorganismen schnellstmöglich sichern. Denn in der mikrobiellen Diversität steckt der Schlüssel, um zivilisatorisch bedingte Krankheiten wie Diabetes, Morbus Crohn oder andere chronische Entzündungskrankheiten künftig behandeln und heilen zu können“, erklärt Bosch.
 

Biobanken als Zeitkapsel des gesunden Mikrobioms

Den Anstoß zu dieser ambitionierten Initiative gaben Professorin Maria Gloria Dominguez-Bello und Professor Martin Blaser, beide von der Rutgers University im US-amerikanischen New Jersey, die in den vergangenen Jahrzehnten wichtige Pionierarbeit zur Bedeutung der verlorengegangenen Mikroben leisteten. Aktuell arbeiten die beiden Forschenden aus den Vereinigten Staaten daran, Entwicklungspartnerschaften mit Universitäten in den Ursprungsländern wie beispielsweise Peru oder Venezuela einzugehen. So wollen sie an den Hotspots der weltweit größten mikrobiellen Vielfalt die Bestände sichern, bevor auch diese Regionen mit den Effekten des industriellen Lebensstils in Berührung kommen.

Parallel arbeiten die Projektbeteiligten an den technischen Infrastrukturen für die Lagerung und Archivierung der mikrobiellen Proben, so wie aktuell im Schweizer Modellversuch. Dazu sollen künftig weitere, dezentrale Biobanken an verschiedenen Standorten in das Microbiota Vault-Projekt eingebunden werden. Auch an der CAU, die bereits über umfangreiche Biobanken beispielsweise zur Untersuchung der Beteiligung des Mikrobioms an der Krankheitsentstehung verfügt, sollen künftig die Kapazitäten für die Sicherung und Lagerung von Mikroorganismen erweitert werden. In Kiel arbeitet zum Beispiel der Sonderforschungsbereich (SFB) 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“ daran, die Konsequenzen des Zusammenspiels von Mikroorganismen und den Funktionen ihrer Wirtslebewesens zu erforschen. „Ein wichtiger Aspekt unserer Arbeit neben dieser Grundlagenforschung wird es künftig sein, ebenfalls zur Sicherung der mikrobiellen Vielfalt beizutragen und in unseren Biobanken das gesamte Spektrum an Mikroorganismen zu berücksichtigen“, betont Bosch.

Wissenschaftlicher Kontakt:

Prof. Thomas Bosch,
Sprecher Forschungsschwerpunkt
Kiel Life Science (KLS), CAU
0431-880-4170
tbosch@zoologie.uni-kiel.de

Portrait
© Christian Urban, Uni Kiel

KLS-Sprecher Thomas Bosch wurde in den Vorstand des Microbiota Vault-Projekts gewählt.

© Christian Urban, Uni Kiel

Weitere Informationen:

Über Kiel Life Science (KLS)

Das interdisziplinäre Zentrum für angewandte Lebenswissenschaften – Kiel Life Science“(KLS) – vernetzt an der CAU Forschungen aus den Agrar- und Ernährungswissenschaften, den Naturwissenschaften und der Medizin. Es bildet einen von vier Forschungsschwerpunkten an der Universität Kiel und will die zellulären und molekularen Prozesse besser verstehen, mit denen Lebewesen auf Umwelteinflüsse reagieren. Im Mittelpunkt der Forschung stehen Fragen, wie sich landwirtschaftliche Nutzpflanzen an spezielle Wachstumsbedingungen anpassen oder wie im Zusammenspiel von Genen, dem individuellen Lebensstil und Umweltfaktoren Krankheiten entstehen können. Gesundheit wird dabei immer ganzheitlich im Kontext der Evolution betrachtet. Unter dem Dach des Forschungsschwerpunkts sind derzeit rund 80 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 40 Instituten und sechs Fakultäten der CAU als Vollmitglieder versammelt.

Zu Kiel Life Science (KLS)

Pressekontakt:

Christian Urban
Wissenschaftskommunikation
„Kiel Life Science", CAU
0431-880-1974
curban@uv.uni-kiel.de