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Der Begriff Mikrobiom wird zwar meistens im Zusammenhang mit den Mikroorganismen verwendet, die auf unserer Haut oder in unserem Darm leben, aber Mikrobiome kommen auch in der Natur vor, unter anderem in Böden, Pflanzen und unseren Meeren. Diese winzigen Gemeinschaften besitzen einen enormen Einfluss auf die Menschen und den Planeten und könnten bedeutsam für die Umsetzung der europäischen strategie für ein widerstandsfähiges und zukunftsfähiges Lebensmittelsystem sein.
„Mikrobiome sind sehr wichtig und verfügen über ein enormes Innovationspotenzial, das dem globalen Lebensmittelsystem zugute kommen könnte“, erklärt Angela Sessitsch, die Projektkoordinatorin von MicrobiomeSupport. „Die Ausnutzung dieses Potenzials erfordert jedoch eine koordinierte Forschung, was bisher nicht der Fall war.“
Nach Angaben von Sessitsch ist die Mikrobiomforschung zwar populär und findet weltweit statt, bleibt aber stark fragmentiert. „Die meisten Forschungsarbeiten sind sehr isoliert und die Forschenden arbeiten kaum zusammen“, fügt sie hinzu. „Daher müssen die Forschenden oft das Rad neu erfinden und ihre eigenen Instrumente und Methoden entwickeln, obwohl sie vielleicht schon vorhanden sind.“
Dieser fragmentierte, isolierte Ansatz bildet ein Hindernis für wirksame, bahnbrechende Forschung, weshalb mit der Koordinierungs- und Unterstützungsmaßnahme für MicrobiomeSupport darauf abgezielt wird, diese isolierten Forschungsansätze aufzubrechen.
Weg zur koordinierten Forschung
Ausgangspunkt des Projekts, an dem Forschende verschiedener Fachrichtungen, industrielle Interessengruppen und Verantwortliche der Politik beteiligt waren, war eine Bestandsaufnahme der bestehenden Landschaft. „Unser Ziel war es, alle Programme, Aktivitäten, Einrichtungen, Methoden, Instrumente und Arbeiten, die derzeit auf dem Gebiet des Mikrobiomforschung stattfinden, zu katalogisieren“, kommentiert Sessitsch.
Auf der Grundlage dieser Datenbank erstellte das Projektteam einen Plan, wohin die Forschung bis 2030 gelangen sollte. So konnte MicrobiomeSupport die Lücken ermitteln und die erforderlichen strategischen Forschungs- und Innovationspläne festlegen, um diese Lücken zum Nutzen unserer Gesundheit, unseres Klimas, unserer Umwelt und unserer Gemeinschaften zu schließen.
Zum vollständigen Verständnis dieser Systeme müssen der Wirt und alle seine symbiotischen Mikroorganismen als Ganzes betrachtet werden, also der sogenannte Holobiont. Die Kartierung bestätigte allerdings, dass die Mikrobiomforschung zwar in vielen Ökosystemen durchgeführt wird, aber fragmentiert bleibt und nur wenige Verbindungen zwischen den Disziplinen bestehen. Die Arbeit verdeutlichte, dass sich diese Landschaft – wenn auch langsam – weiterentwickelt, da immer mehr Forschungs- und Innovationsstrategien ihre Aufmerksamkeit auf Mikrobiome richten.
„Diese Entwicklung muss rasch in multidisziplinäre Forschungsaktivitäten im Bereich der Lebensmittelsysteme umgesetzt werden, die verschiedene Bereiche der Mikrobiomforschung mit anderen Disziplinen verbinden“, sagt Sessitsch. „Diese Forschungstätigkeit ist besonders dringend, um nachhaltige Lebensmittelsysteme zu sichern.“
Daten in Ergebnisse umwandeln
Im Rahmen des Projekts wurde zudem die technische Seite der koordinierten Forschung unterstützt, wobei der Schwerpunkt auf den Daten lag.
„Mit der zunehmenden Aufmerksamkeit, die der Mikrobiomforschung in den vergangenen zehn Jahren zuteil wurde, ist die Verfügbarkeit von Mikrobiomdaten explosionsartig angestiegen – Tausende relevanter Datensätze sind in öffentlichen und privaten Datenbanken gespeichert“, so Sessitsch.
Diese riesige Bibliothek an mikrobiellem Wissen hat jedoch nur wenige Vorteile gebracht. Der Grund: uneinheitliche Aufzeichnungen, die eine projektübergreifende Nutzung der Daten erschweren. „Die Forschenden sprechen nicht dieselbe Sprache, wodurch die Zusammenarbeit zwischen Forschungsteams und Disziplinen schwierig ist“, fügt Sessitsch hinzu.
Darum wurde durch das Projektteam von MicrobiomeSupport eine wissenschaftliche Arbeit verfasst, in der auf die dringend nötige Harmonisierung der Metadatenstandards hingewiesen wird. Auf der Grundlage von Gesprächen zwischen mehr als 70 Forschenden und Industriepartnern wird in der wissenschaftlichen Arbeit ein einfach zu verwendendes, gut strukturiertes, flexibles und kompatibles System empfohlen, mit dem die Speicherung und den Zugriff auf Daten standardisiert und damit die Möglichkeiten des Abrufs und der Wiederverwendung von Daten erheblich verbessert wird, um die Analyse der Mikrobiome voranzutreiben.
Vom Boden bis zum Darm
Laut Sessitsch beginnen sichere, gesunde und nachhaltige Lebensmittel mit dem Boden oder dem Wasser und enden im menschlichen Darm – und die Mikrobiome sind dabei immer mit im Spiel. „Die Mikrobiome von Lebensmittelsystemen sind in verschiedenen Umgebungen eng miteinander verknüpft und sind für die Gesundheit des Planeten und des Menschen entscheidend“, bemerkt sie.
Die Projektarbeit zur Optimierung der Mikrobiomforschung und -daten wird dazu beitragen, die Mikrobiomanalyse zu vereinfachen, um Lebensmittelsysteme nachhaltiger zu gestalten und Lebensmittel bereitzustellen, die sicher und gesund sind und letztlich die Darmgesundheit steigern.
„Wir haben das Bewusstsein für die Rolle des Mikrobioms im Lebensmittelsystem geschärft, die Notwendigkeit einer koordinierten Forschung betont und die Bedeutung einer angemessenen Aus- und Weiterbildung hervorgehoben. Somit trägt unsere Arbeit zur Verwirklichung eines nachhaltigen globalen Lebensmittelsystems bei und hilft so, gesunde und sichere Lebensmittel für künftige Generationen zu gewährleisten“, schließt Sessitsch.