Institut für Prävention und Tumorepidemiologie

Der Einfluss des Darmmikrobioms auf durch COVID-19-Impfung vermittelte Immunität

In dieser Studie untersuchten wir den Einfluss des Darmmikrobioms auf die Immunität nach einer COVID-19 Impfung. Bei anderen Infektionskrankheiten und anderen Impfstoffen wurde beobachtet, dass der Zustand unseres größten Immunorgans – die Darmflora, auch als Darmmikrobiom bezeichnet – sowohl die Wirksamkeit des Impfstoffs als auch die Dauer von dessen Wirksamkeit beeinflussen kann. Ziel der Studie war es, herauszufinden, ob ein gesundes Darmmikrobiom die durch die COVID-19 Impfung vermittelte Immunität verstärkt und verbessert. Hierfür wurden die Teilnehmer*innen begleitend zu ihrer Impfung mit dem BioNTech/Pfizer-Impfstoff über einen 12-Monatszeitraum nachbeobachtet und wiederholt deren Stuhl- und Blutproben untersucht. Möchten Sie weitere Informationen zur Studie erhalten? Dann nehmen Sie Kontakt mit uns auf: silvia.bierenstiel@uniklinik-freiburg.de 

DRKS-ID: DRKS00027050

Status: Studie abgeschlossen, Publikation der Ergebnisse in Arbeit

Abgeschlossene Projekte

Kompetenzbereich Personalisierte Prävention an der Medizinischen Fakultät Freiburg

Die kurative Medizin hat die Vorteile der personalisierten Behandlung längst erkannt und zum Teil umgesetzt. Die Prävention könnte ebenfalls einen personalisierten Ansatz verfolgen und von diesem profitieren. Bereits in der Primärprävention zeigt sich eine bedeutsame genetisch, epigenetisch oder biologisch (z. B. Darm-Mikrobiom) bedingte individuelle Heterogenität in der Anfälligkeit für Erkrankungen. Risikofaktoren wie Tabak- und Alkoholkonsum sowie gesundheitsfördernde Maßnahmen wie gesunde Ernährung und Bewegung haben daher unterschiedliche Bedeutung für das Individuum.  Ein fokussiertes Design mit gezielten Maßnahmen zur Optimierung der Gesunderhaltung für das Individuum ist daher einfacher zu realisieren und erfolgversprechender als die breit angelegten Empfehlungen („one-size-fits-all“), die derzeit ausgesprochen werden. Mit dem rasanten Fortschritt molekularbiologischer Technologien, Biosensorik und der klinischen Datenerfassung stehen aktuell bereits große Mengen an Daten zur menschlichen Gesundheit zur Verfügung, die es gilt, noch in wissenschaftlich gesicherte, wirksamere, bezahlbare und dadurch in der Bevölkerung breiter akzeptierten personalisierten Präventionskonzepte zu integrieren. Unser übergeordnetes Ziel ist es, zeitnah Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in implementierbare Proof-of-Concept Realisierungen zu überführen und die Potenziale der Digitalisierung und zunehmenden Dateninteroperabilität zu nutzen, die sich in der Anwendung den Verbraucher*innen z.B. durch Apps vermitteln lassen. Bessere Erfahrung mit den Erfolgschancen der personalisierten Prävention sind sowohl aus Sicht der Verhaltensmaßnahmen als auch der Verbesserung der Lebensqualität höchst relevant.

Publikation: Jaskulski S, Nuszbaum C, Michels KB. Components, prospects and challenges of personalized prevention. Front Public Health 2023 Feb 16;11:1075076.

Wirkung von Präbiotika auf Darmbakterien: In-vitro-Analyse mit Inulin und XOS

Präbiotika können gezielt das Wachstum bestimmter Darmbakterien fördern, doch ihr Effekt ist aufgrund individueller Unterschiede in der Mikrobiota schwer vorherzusagen. Um diese Wirkung besser zu verstehen, haben wir ein statistisches Modell entwickelt, das das Wachstum verschiedener Darmbakterien auf Inulin und Xylooligosacchariden (XOS) vergleicht. Die Ergebnisse zeigen stämmspezifische Präferenzen und enthüllen unerwartete Reaktionen, etwa das Wachstum von Streptococcus salivarius auf XOS. 

Publikation:Schropp, N., Stanislas, V., Michels, K. B., & Thriene, K. (2023). How Do Prebiotics Affect Human Intestinal Bacteria? - Assessment of Bacterial Growth with Inulin and XOS In Vitro. International Journal of Molecular Sciences, 24(16), 12796.

Fermentiertes Gemüse und Darmmikrobiom – Ergebnisse einer Pilotstudie

Das Interesse an fermentierten Lebensmitteln nimmt zu, doch ihr Einfluss auf die Diversität der Darmmikrobiota ist noch unklar. In einer Pilotstudie untersuchten wir die mikrobiologische Zusammensetzung verschiedener fermentierter Gemüseprodukte sowie deren Wirkung auf die Darmflora gesunder Männer. Nach zweiwöchigem Verzehr von Sauerkraut oder einer Mischung an fermentiertem Gemüse zeigte sich ein leichter Anstieg der Alpha-Diversität sowie eine Verschiebung von Prevotella zu Bacteroides. Die Ergebnisse deuten auf einen möglichen Einfluss fermentierter Gemüse auf die Darmmikrobiota hin. 

Publikation:Thriene, K., Hansen, S. S., Binder, N., & Michels, K. B. (2022). Effects of Fermented Vegetable Consumption on Human Gut Microbiome Diversity - A Pilot Study. Fermentation, 8(3), 118.

Einfluss von Inulin auf die Darmmikrobiota während Saftfasten – Eine Machbarkeitsstudie

Der Verzehr von präbiotischem Inulin bringt gesundheitliche Vorteile und kann Hungergefühle reduzieren. In einer Pilot-Crossover-Studie untersuchten wir die Machbarkeit eines Saftfastens mit und ohne Inulin-Supplementierung sowie die Anpassung der Darmmikrobiota. Sechs gesunde Freiwillige fasteten drei Tage lang mit sehr geringer Kalorienzufuhr, einmal mit und einmal ohne 24 g Inulin täglich. Die Ergebnisse zeigen, dass Inulin die Abnahme der mikrobiellen Diversität während des Fastens abschwächt und die Bifidobakterien bei gut verträglichen Teilnehmern fördert, ohne die Fasten-Compliance zu beeinträchtigen. 

Publikation: Thriene, K., Stanislas, V., Amend, L., Strowig, T., & Michels, K. B. (2022). Assessment of the Gut Microbiota during Juice Fasting with and without Inulin Supplementation: A Feasibility Study in Healthy Volunteers. Foods, 11(22), 3673.

Interventionsstudie über den hormonellen Einfluss krebsbegünstigender tierischer Lebensmittel

Das IPE Freiburg hat eine DFG-geförderte Interventionsstudie zum Milchkonsum durchgeführt. Dabei wurde der Einfluss von Milchkonsum auf die Östrogen- und Progesteronspiegel untersucht. Insgesamt haben 109 postmenopausale Frauen an der Studie teilgenommen. Bei allen Teilnehmerinnen wurde der 24 Stunden-Urin vor und nach dem Genuss von 1,5-prozentiger und 3,5-prozentiger Milch auf die Höhe des Hormonspiegels untersucht. Die beiden Milchtypen wurden zuvor auf ihren Hormongehalt hin untersucht. Hier zeigte sich, dass vollfette Milch doppelt so viel Progesteron enthielt wie halbfette Milch (9,65 ng/ml zu 4,56 ng/ml), während der Östrogengehalt in beiden Milchsorten mäßig war. Bei der Untersuchung der Urinproben nach Milchkonsum fanden wir hingegen keine wesentlichen Unterschiede zwischen den Östrogen- und Progesteronspiegeln.

Publikation: Michels KB, Binder N, Courant F, Franke AA, Osterhues A. Urina¬¬ry excretion of sex steroid hormone metabolites after consumption of cow milk: a randomized crossover intervention trial. The American Journal of Clinical Nutrition 109; 2019; 402–410. doi.org/10.1093/ajcn/nqy279.

Studien zur Identifizierung von epigenetischen Biomarkern zur Früherkennung und Prognose von Krebserkrankungen

In unserem epigenetischen Labor interessieren wir uns besonders für geprägte Gene. Wir haben den Zusammenhang zwischen Methylierungsveränderungen geprägter Gene und Brustkrebs untersucht und eine Korrelation mit hormon-negativem Brustkrebs gefunden. 

Publikationen: Barault L, Ellsworth RE, Harris HR, Valente AL, Shriver CD, Michels KB. Leukocyte DNA as surrogate for the evaluation of imprinted loci methylation in mammary tissue DNA. PLoS ONE 2013;8:e55896.  Barrow TM, Barault L, Ellsworth RE, Harris HR, Binder AM, Valente AL, Shriver CD, Michels KB. Aberrant methylation of imprinted genes is associated with negative hormone receptor status in invasive breast cancer. Int J Cancer; 2015 Aug 1;137(3):537-47.

Studien zur Bedeutung gesunder Ernährung für die Gesundheit

Unser besonderes Anliegen ist es, die Bedeutung der Ernährung für die Entstehung chronischer Erkrankungen aufzuzeigen. Dabei haben wir uns in erster Linie auf Mamma- und Kolorektalkarzinom fokussiert. Wir konnten dabei zeigen, dass die Ernährung für die Herz-Kreislaufkrankheiten wichtiger ist als für die Krebsentstehung. Insbesondere wurde die Bedeutung von Obst-und Gemüsekonsum für die Krebsentstehung bislang überschätzt. Regelmäßiger Kaffeegenuss (mit und ohne Koffein!) senkt dagegen das Risiko nicht nur für Diabetes, sondern auch für das Kolorektalkarzinom. Die Ernährung im Jugendalter dagegen scheint eine besondere Rolle für die Entwicklung von Brustkrebs zu spielen. 

Publikationen: Michels KB, Edward Giovannucci, Joshipura KJ, Rosner BA, Stampfer MJ, Fuchs CS, Colditz GA, Speizer FE, Willett WC. Prospective study of fruit and vegetable consumption and incidence of colon and rectal cancers. J Natl Cancer Inst. 2000 Nov 1;92(21):1740-52. Michels KB, Willett WC, Fuchs CS, Giovannucci E. Coffee, tea, and caffeine consumption and incidence of colon and rectal cancer. J Natl Cancer Inst; 2005 Feb 16;97(4):282-92. Michels KB, Giovannucci E, Chan AT, Singhania R, Fuchs CS, Willett WC. Fruit and vegetable consumption and colorectal adenomas in the Nurses' Health Study. Cancer Res; 2006 Apr 1;66(7):3942-53. Harris HR, Willett WC, Vaidya RL, Michels KB. Adolescent dietary patterns and premenopausal breast cancer incidence. Carcinogenesis; 2016 Apr;37(4):376-84. doi: 10.1093/carcin/bgw023. Epub 2016 Feb 19.

Studien zum Einfluss hormonell wirksamer Substanzen in der Umwelt

Endokrine Disruptoren

Plastik, Konserven, Thermopapier, Kinderspielzeug – sie alle enthalten hormonell wirksame Substanzen. Wir haben genauer untersucht, welchen Einfluss diese Umweltfaktoren auf unsere Hormonspiegel haben. Dabei konnten wir feststellen, dass der regelmäßige Konsum von Getränken aus Polycarbonate Plastikflaschen den Bisphenol A Spiegel im Urin um 69 % erhöht. Der Verzehr von Speisen aus Konservendosen erhöht den Bisphenol A-Spiegel im Urin sogar um mehr als 1.200 %. 

Carwile JL, Luu HT, Bassett LS, Driscoll DA, Yuan C, Chang JY, Ye X, Calafat AM, Michels KB. Polycarbonate bottle use and urinary bisphenol A concentrations. Environ Health Perspect; 2009 Sep;117(9):1368-72. doi: 10.1289/ehp.0900604. Epub 2009 May 12. Carwile JL, Ye X, Zhou X, Calafat AM, Michels KB. Canned soup consumption and urinary bisphenol A: a randomized crossover trial. JAMA; 2011 Nov 23;306(20):2218-20. doi: 10.1001/jama.2011.1721.

Studien zur Identifizierung von Faktoren, die Ernährungsgewohnheiten beeinflussen

Das IPE ist Mitglied des von der EU geförderten Projektes „Determinants of Diet and Physical Activity (DEDIPAC): Knowledge Hub to integrate and develop infrastructure for research across Europe“. In diesem Verbundprojekt untersuchen wir gemeinsam mit den anderen Mitgliedsstaaten, welche Faktoren Ernährungsgewohnheiten beeinflussen, um entsprechend wirksame Interventionsmethoden zu Verbesserung der Volksgesundheit zu entwickeln. Hier ein praktischer Ratgeber zur gesunden Ernährung:

Flyer "Wie ernähre ich mich gesund" Download