Mikrobiom
Pflanzen enthalten neben Fetten, Kohlenhydraten und Proteinen eine Vielzahl von Phytonährstoffen. Diese können vom menschlichen Darm nur dank der Aktivität von Enzymen von Darmbakterien chemisch umgewandelt und damit verdaubar gemacht werden. Forschende des Excellenzclusters «Balance of the Microverse» an der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben gemeinsam mit internationalen Partnern untersucht, welche pflanzlichen Moleküle von Darmbakterien und ihren Enzymen umgebaut werden können und wie sich dieses Potenzial bei Krankheiten verändert.
Dazu berücksichtigte das Forschungsteam über 5000 Darmmikrobiome aus aller Welt. Zudem wurden Bakterienstämme im Labor auf Umwandlungsreaktionen untersucht. So konnten die Forschenden 775 Phytonährstoffe mit Enzymen von Darmbakterien in Verbindung bringen. Gemäss den Forschenden sind durchschnittlich 70 Prozent aller Enzyme des Mikrobioms an der Verarbeitung beteiligt – deutlich mehr als bisher bekannt. Dabei bestehen allerdings grosse Unterschiede zwischen den Menschen, unter anderem je nach geografischer Herkunft und Ernährungsgewohnheiten.
Mithilfe von künstlicher Intelligenz wiesen die Forschenden solche Unterschiede in den Enzymprofilen von gesunden sowie kranken Menschen nach. Das Potenzial des Mikrobioms, gesunde Lebensmittel zu verarbeiten, ist etwa bei Patientinnen und Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen und Darmkrebs deutlich verringert. Anhand der Menge bestimmter bakterieller Enzyme vermochte das KI-Modell vorherzusagen, ob ein Mensch gesund oder krank ist. So erstaunt es gemäss den Forschenden nicht, dass allgemeine Diätempfehlungen bei chronisch Kranken nicht die erwartete Wirkung zeigen. Ziel in der Zukunft müsse eine individuelle Analyse des Mikrobioms und eine personalisierte Ernährung sein. Diese soll dem Mikrobiom die richtigen Nährstoffe oder mithilfe von Probiotika allfällig fehlende Enzyme zur Verarbeitung von Nährstoffen liefern.
Quelle
Zhang L, et al. Gut microbiome-mediated transformation of dietary phytonutrients is associated with health outcomes. Nat Microbiol. 2025
Dazu berücksichtigte das Forschungsteam über 5000 Darmmikrobiome aus aller Welt. Zudem wurden Bakterienstämme im Labor auf Umwandlungsreaktionen untersucht. So konnten die Forschenden 775 Phytonährstoffe mit Enzymen von Darmbakterien in Verbindung bringen. Gemäss den Forschenden sind durchschnittlich 70 Prozent aller Enzyme des Mikrobioms an der Verarbeitung beteiligt – deutlich mehr als bisher bekannt. Dabei bestehen allerdings grosse Unterschiede zwischen den Menschen, unter anderem je nach geografischer Herkunft und Ernährungsgewohnheiten.
Mithilfe von künstlicher Intelligenz wiesen die Forschenden solche Unterschiede in den Enzymprofilen von gesunden sowie kranken Menschen nach. Das Potenzial des Mikrobioms, gesunde Lebensmittel zu verarbeiten, ist etwa bei Patientinnen und Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen und Darmkrebs deutlich verringert. Anhand der Menge bestimmter bakterieller Enzyme vermochte das KI-Modell vorherzusagen, ob ein Mensch gesund oder krank ist. So erstaunt es gemäss den Forschenden nicht, dass allgemeine Diätempfehlungen bei chronisch Kranken nicht die erwartete Wirkung zeigen. Ziel in der Zukunft müsse eine individuelle Analyse des Mikrobioms und eine personalisierte Ernährung sein. Diese soll dem Mikrobiom die richtigen Nährstoffe oder mithilfe von Probiotika allfällig fehlende Enzyme zur Verarbeitung von Nährstoffen liefern.
Quelle
Zhang L, et al. Gut microbiome-mediated transformation of dietary phytonutrients is associated with health outcomes. Nat Microbiol. 2025
