Was wir messen

Dieses Forschungsprojekt ist Teil eines InnoSuisse-Projekts (Projektnummer: 119.930 IP-LS) und untersucht, wie sich entzündliche Darmerkrankungen (IBD) besser verstehen und behandeln lassen. Dafür werden Stuhlproben von gesunden Personen sowie von Patientinnen und Patienten mit IBD analysiert. Ziel ist es, Unterschiede im Darmmikrobiom, also den Darmbakterien, sowie in verschiedenen Stoffwechsel- und chemischen Parametern zu erkennen. Dadurch sollen neue Hinweise gefunden werden, die helfen können, Behandlungen gezielter auszuwählen und anzupassen.

Ein besonderer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Beobachtung von Patientinnen und Patienten über einen gewissen Zeitraum hinweg. So kann untersucht werden, wie sich bestimmte Werte während einer Behandlung verändern und ob sich daraus erkennen lasst, ob eine Therapie erfolgreich ist.

Besonders innovativ ist dabei die Kombination verschiedener Analysearten. Neben der bakteriellen Zusammensetzung werden gleichzeitig auch Metaboliten und weitere chemische Parameter untersucht. Solche umfassenden Analysen wurden bisher nur selten gemeinsam durchgeführt.

Damit die Messergebnisse möglichst genau und zuverlässig sind, werden für die Probenentnahme drei verschiedene Röhrchen verwendet. Jedes Röhrchen enthalt eine spezielle Losung, die bestimmte Stoffe optimal stabilisiert und für die jeweilige Analyse geeignet ist. Für die Untersuchungen reicht bereits eine sehr kleine Menge Stuhlprobe von etwa 10 mg aus. Moderne Analyseverfahren ermöglichen es, auch aus kleinsten Probenmengen umfangreiche Informationen zu gewinnen, was die Probenentnahme für die Teilnehmenden besonders einfach macht.

Mikrobiomanalyse aus dem CALEX-NGS (Pink)

Der Darm enthält Billionen von Mikroorganismen, die gemeinsam das sogenannte Darmmikrobiom bilden. Diese Bakterien übernehmen wichtige Funktionen im menschlichen Körper. Sie unterstützen die Verdauung, produzieren Stoffwechselprodukte und beeinflussen das Immunsystem.

Veränderungen im Darmmikrobiom werden mit verschiedenen Erkrankungen wie chronisch entzündlichen Darmerkrankungen, Stoffwechselstörungen oder anderen gesundheitlichen Beschwerden in Verbindung gebracht. Ein zentraler Aspekt dabei ist die Diversität des Mikrobioms. Sie beschreibt die Vielfalt der vorhandenen Bakterienarten sowie deren Verteilung innerhalb der Bakteriengemeinschaft. Eine hohe Diversität gilt häufig als Zeichen eines stabilen und widerstandsfähigen Mikrobioms, während eine verringerte Vielfalt mit Erkrankungen assoziiert sein kann.

Zusätzlich analysieren wir die Zusammensetzung des Mikrobioms, also welche Bakteriengruppen im Darm vorkommen. Da jeder Mensch ein individuelles mikrobielles Profil besitzt, können durch den Vergleich verschiedener Zusammensetzungen mögliche Zusammenhänge zwischen bestimmten Bakterien und gesundheitlichen Zuständen erkannt werden. Es lassen sich auch Veränderungen im Gleichgewicht des Mikrobioms erkennen und mögliche Zusammenhänge mit Gesundheit oder Krankheitsverläufen untersuchen.

Metabolite aus dem CALEX-FA (Grün)

Metabolite sind kleine Moleküle, die durch Stoffwechselprozesse des Körpers oder des Darmmikrobioms entstehen. Sie beeinflussen unter anderem den Stoffwechsel, das Immunsystem und Entzündungsprozesse. Ihre Analyse liefert wichtige Informationen über die funktionelle Aktivität des Mikrobioms und biologische Prozesse im Darm.

Die Messung erfolgt im Stuhl, da dort viele Metabolite des Darmmikrobioms direkt nachweisbar sind. Stuhlproben ermöglichen eine nicht-invasive Untersuchung der mikrobiellen Stoffwechselaktivität und liefern Informationen über Prozesse, die im Blut oft nur eingeschränkt sichtbar sind.

Innerhalb jeder Metabolitgruppe werden mehrere spezifische Parameter analysiert, um unterschiedliche Stoffwechselwege abzubilden. Neben gezielt ausgewählten Parametern haben die Messungen teilweise auch einen explorativen Charakter, um neue metabolische Muster und potenzielle Biomarker identifizieren zu können.

Die Messung von Metaboliten ergänzt die Mikrobiomanalyse, da sie nicht nur zeigt, welche Bakterien vorhanden sind, sondern auch, welche Stoffwechselaktivitäten tatsächlich stattfinden. Dadurch können Zusammenhänge zwischen Ernährung, Darmgesundheit und Erkrankungen besser untersucht werden.

Chemische Parameter aus dem CALEX-CAP (Blau) 

Chemische Parameter liefern wichtige Informationen über Entzündungen, Verdauungsleistung, Darmbarriere und Immunaktivität im Darm. Sie ergänzen die Mikrobiomanalyse, da sie funktionelle Prozesse und krankheitsrelevante Veränderungen direkt messbar machen. Dadurch lassen sich Hinweise auf Entzündungen, Störungen der Darmfunktion oder eine erhöhte Durchlässigkeit der Darmbarriere erkennen.