Veränderungen der Ernährung und Umwelt stellen den menschlichen Stoffwechsel laufend vor neue Herausforderungen. Dabei wirken verschiedene Organe und Gewebe in einer komplexen Interaktion zusammen, um den Stoffwechsel im Gleichgewicht zu halten. Der menschliche Körper verfügt über ein ausgeklügeltes System der interorganischen Kommunikation, dass es Zellen ermöglicht, Stoffwechselwege in entfernten Geweben zu beeinflussen. Eine Fehlregulation dieser Kommunikationswege trägt zu einer Vielzahl menschlicher Krankheiten bei, darunter Lungenerkrankungen wie COPD, Fettleibigkeit, Diabetes, Krebs oder Lebererkrankungen.
Interdisziplinäre Projekte der Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung (DZG) erforschen die komplexen Netzwerke und Mechanismen, die den Stoffwechsel steuern, mit dem Ziel, neue Therapieansätze zu entwickeln.
Unser Körper funktioniert wie ein hochkomplexes Netzwerk, in dem Organe und Gewebe miteinander kommunizieren, Signale und Stoffwechselprodukte austauschen und sich gegenseitig beeinflussen. Diese interorganische Kommunikation spielt eine entscheidende Rolle bei der Entstehung und Behandlung von Krankheiten, ist aber noch nicht vollständig verstanden. Insbesondere unser Stoffwechsel ist eng mit Entzündungsreaktionen, Alterungsprozessen und chronischen Erkrankungen verknüpft. Stoffwechselprodukte können als Signalmoleküle zwischen Geweben zirkulieren, um entweder Heilungsprozesse zu fördern oder Krankheiten zu verstärken.
Inter-Organ Metabolomics: Neue Erkenntnisse für die Medizin
Ein neues Forschungsfeld rückt in den Fokus: Inter-Organ Metabolomics untersucht, welche Stoffwechselprodukte zwischen Organen ausgetauscht werden, wie sie biologische Prozesse beeinflussen und welche Rolle sie bei Krankheitsmechanismen spielen. Um diese Zusammenhänge besser zu verstehen, haben die Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung (DZG) den Innovationsfonds „Inter-Organ Metabolomics“ ausgeschrieben. Ziel ist es, Forscherinnen und Forscher aus verschiedenen Disziplinen zusammenzubringen, um neue Erkenntnisse über Fachgrenzen hinweg zu gewinnen.
Ein interdisziplinäres Forschungsteam aus fünf der acht Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung – DZD, DZHK, DZL (Lungenforschung), DZIF (Infektionsforschung) und DKTK (Translationale Krebsforschung) – untersucht diese Mechanismen. Mit Hilfe von Zellmodellen, Krankheitsmodellen und Patientendaten analysieren die Forschenden, welche biochemischen Signalwege diesen fatalen Prozess steuern – in der Hoffnung, neue Therapieansätze gegen die Kachexie zu entwickeln.
Die genetische Spur der Entzündung im Alter
Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, COPD und Diabetes gehören zu den häufigsten altersbedingten Krankheiten. Eine genetische Veränderung im Blutsystem könnte dabei eine zentrale Rolle spielen: die sogenannte „klonale Hämatopoese von unbestimmtem Potenzial (CHIP)“. Sie tritt bei mehr als 20 Prozent der über 65-Jährigen auf und wird mit chronischen Entzündungen und gestörten Heilungsprozessen in Herz, Lunge und Gefäßen in Verbindung gebracht.
Doch wie genau beeinflussen diese genetischen Veränderungen das Immunsystem und die Kommunikation zwischen den Organen? Dieser Frage geht das zweite geförderte Projekt mit dem Titel „Die metabolische interorganische Kommunikation des entzündungsbedingten Alterns gezielt beeinflussen – wie somatische Mutationen altersbedingte Erkrankungen antreiben“ nach.
Das interdisziplinäre Forschungsteam, bestehend aus fünf der Deutschen Zentren (DKTK, DZD, DZHK, DZIF und DZL), geht diesen Fragen nach. Ziel ist es, die Auswirkungen von CHIP-Mutationen in Blutzellen auf Entzündungsprozesse und Stoffwechselveränderungen in den betroffenen Organen zu entschlüsseln. Diese Erkenntnisse könnten entscheidend dazu beitragen, neue Präventions- und Behandlungsstrategien gegen altersbedingte Erkrankungen zu entwickeln.
DZG: Forschung im Verbund bringt neue Ansätze
Die geförderten Projekte zeigen: Komplexe Krankheitsmechanismen lassen sich nur durch interdisziplinäre Zusammenarbeit entschlüsseln. Forschende aus der Herz-Kreislauf-Forschung, der Lungenmedizin, der Onkologie, der Stoffwechselmedizin und der Infektionsforschung bündeln ihr Wissen, um gemeinsame Fragestellungen zu beantworten.
Der DZG-Innovationsfonds unterstützt gezielt Kooperationen über Fach- und Institutionsgrenzen hinweg – mit dem Ziel, neue Ansätze für die Diagnose und Therapie von Volkskrankheiten zu entwickeln. Zwei herausragende Projekte wurden für eine Förderung ausgewählt und erhalten ein Gesamtbudget von rund eineinhalb Millionen Euro über die Jahre 2025 und 2026.
Beteiligte Wissenschaftler:innen:
Maria Rohm (DZD, Helmholtz Munich), Stephan Herzig (DZD, Helmholtz Munich), Önder Yildirim (DZL, Helmholtz Munich), Soni Pullamsetti (DZL, Justus-Liebig-Universität Gießen), Karsten Hiller (DZIF, Technische Universität Braunschweig), Maximilian Reichert (DKTK, TUM Universitätsklinikum), Alexander Bartelt (DZHK, Technische Universität München)