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BIOMES Wissenschaftler mit Kittel im Labor

Technologie Modernste Biotech im Dienst der Menschen

BIOMES gibt Menschen Instrumente an die Hand, mit dem Ziel sie gesünder und glücklicher zu machen und möchte so ein lebenslanger Begleiter auf dem Weg zu gesundem Leben von Mensch und Tier werden. Die Darmflora-Analyse INTEST.pro ist ein Quantensprung in der Stuhlanalytik..

Früher haben wir Bakterien unter dem Mikroskop gezählt, um besonders wichtige Keime, wie z.B. Salmonellen, zu finden. Heutzutage weiß man jedoch, dass mit dieser Methode nicht alle Bakterien „gefunden“ werden. Deshalb analysieren wir die DNA der Bakterien.

DNA ist der winzigste aber essenziellste Baustein unseres Lebens – das gilt sowohl für Menschen als auch für Bakterien, mit denen wir unseren Körper teilen. DNA birgt Millionen von Informationen, deshalb können wir sie nicht unter dem Mikroskop betrachten und „auszählen“. Stattdessen wird die biologische DNA aus einer Probe extrahiert und in digitale DNA umgewandelt, wodurch sie vom Computer lesbar wird. Unsere bakterielle Zusammensetzung ist so individuell wie ein Fingerabdruck. Schon in der kleinsten Menge Stuhl ist genug mikrobielle DNA enthalten, um diese individuelle Bakterienzusammensetzung zu analysieren.

Die Analyse und Identifikation der Bakterien ist jedoch nicht genug; der wichtigste Schritt ist die anschließende Interpretation. Die „Bakterienfunde“ werden von der BIOMES Wissensdatenbank interpretiert. In dieser Datenbank befinden sich die Ergebnisse von über 7.9000 weltweiten klinischen und wissenschaftlichen Mikrobiom-Studien. Nur Ergebnisse, die unserem strengen Kriterienkatalog entsprechen, werden berücksichtigt. Die Datenbank wird nahezu täglich aktualisiert. Damit sind wir immer auf dem neuesten Stand der Forschung – und unsere Ergebnisse 100 % evidenzbasiert. Somit bekommen Kund*innen nicht nur einen Bericht über ihr Mikrobiota-Profil, sondern auch wissenschaftlich fundierte Empfehlungen zur Verbesserung.

MikrobiotaDeine bakteriellen Mitbewohner
Wir halten uns für Individuen, aber dank unserer sogenannten Mikrobiota sind wir viel mehr als das: Wir sind Transporter von Billionen von winzig kleinen Mikroben, mit denen wir unseren Körper teilen. Dabei handelt es sich um unsere sogenannte Mikrobiota, die unentbehrlich für unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden ist.
  • 90% Bakterien
  • 100Bio. mikrobielle Zellen
  • so viele
    Bakterien-Zellen

Das sogenannte Mikrobiom, umgangssprachlich auch oft „Darmflora“ genannt, ist eine hochkomplexe ökologische Gemeinschaft von kommensalen, symbiotischen und pathogenen Mikroorganismen. Es besteht aus ca. 100 Billionen mikrobiellen Zellen, die in und auf Teilen des menschlichen Körpers wie Darm, Haut, Mund, Nase oder Genitalien leben. Damit beherbergen wir sogar 2x mehr mikrobielle Zellen in und an unserem Körper, als wir menschliche Zellen haben. Die Zahl der Gene unserer Mikroben übersteigt unsere eigene sogar um das 150-Fache. Es liegt auf der Hand, dass diese vielen Mitbewohner nicht ohne Einfluss auf unseren Körper bleiben. So erfüllt unsere Mikrobiota viele wichtige Funktionen, die unser Körper ohne sie nicht ausführen kann. Damit haben unsere Darmbakterien einen entscheidenden Einfluss auf unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden.

Schutz

vor schädlichen Mikroorganismen, z. B. Viren

Einfluss

auf Körpergewicht und Kalorienverwertung

Verdauung

unserer Nahrung und Einfluss auf die Nährstoffaufnahme

Regulierung

von Laune, Schlaf und Wohlbefinden

Training

des Immunsystems, um Freund und Feind auseinanderzuhalten

Produktion

wichtiger Stoffe, wie z.B. Serotonin, Vitamine, einschließlich B12, K und Folat

BIOMES Wissenschaftler mit Kittel im Labor
Analyse-Ablauf Am Anfang steht die Probe

Das Probengefäß enthält eine Lösung, die die DNA der Darmbakterien für bis zu 2 Jahre konserviert und von -20° Celsius bis +40° Celsius stabilisiert.

BIOMES arbeitet mit einer sehr spezifischen und sensitiven Methode. Dadurch können nahezu alle bekannten Darmbakterien einer Person in nur einer Stuhlprobe nachgewiesen werden.

DNA ist bereits in kleinsten Mengen Stuhl enthalten, deshalb reicht eine winzige Stuhlprobe, um das gesamte Genom der vorhandenen Darmbakterien abzubilden.

Reizdarm und seine Ursache
Schritt 1 Aufbereitung mikrobieller DNA mit BIOMES-eigenem Laborverfahren

Eine gesunde Darmflora enthält eine Vielzahl lebenswichtiger Bakterien.

Die DNA der Bakterien enthält Informationen über Art, Aufbau und Funktion der einzelnen Organismen. Die Sequenzabfolge der Nukleinsäuren im DNA-Strang codiert die genetische Information für die Bausteine einer Bakterie. Um an diese Informationen zu gelangen, muss die DNA zunächst isoliert werden (Extraktion).

BIOMES analysiert nur die DNA der in der Probe enthaltenen Mikroben, keine menschliche DNA!

Schritt 2 Analyse der mikrobiellen DNA mit Next Generation Sequencing (NGS)

Analysiert wird ein spezifisches Gen der Mikroorganismen, die sogenannte 16S rDNA. Dieses Gen besitzen alle Bakterien, allerdings hat jeder Organismus eine eigene Basensequenzabfolge.

Für die Analyse werden die relevanten Bereiche aus der isolierten Bakterien-DNA vermehrt (Sequenzierung). Anschließend wird die DNA jeder Probe für das Next Generation Sequencing vorbereitet. Um die Probe später identifizieren zu können, wird ein synthetischer Barcode angehängt.

Next Generation Sequencing ist eine Technik zur Aufklärung der Nukleinsäureabfolge und somit die Grundlage zur Identifikation der in der Probe enthaltenen Bakterien.

Philipp Franke Head of Lab Foto
Schritt 3 Qualitätsprüfung der DNA-Sequenzen in proprietärer Software-Pipeline

Einfach gesagt wurde die biologische DNA der Darmbakterien mit Hilfe des Next Generation Sequencing in digitale DNA umgewandelt. Die biologische Information der Bakterien, die in deren DNA kodiert ist, wird dadurch digital vom Computer lesbar.

Zur Überprüfung der Datenqualität dient eine inhouse entwickelte Software-Pipeline. Am Ende dieser Pipeline liegen Daten vor, die Informationen aller in der jeweiligen Probe gefundenen Bakterien enthalten.

Schritt 4 Vergleich der DNA mit allen bekannten mikrobiellen Genomen

Bevor das individuelle Bakterien-Profil entstehen kann, müssen diese Daten mit allen bekannten Bakterien-Genomen verglichen werden. Diesen Vorgang nennt man „Mapping“. Es erfolgt ein Abgleich der in der Probe gefundenen DNA-Sequenzen mit einer Datenbank, die alle bisher bekannten Bakterien-Gene enthält.

Am Ende entsteht ein einzigartiges Mikrobiom-Profil, in dem alle in der Probe enthaltenen Bakterien nicht nur identifiziert, sondern auch quantifiziert wurden. Denn es ist nicht nur entscheidend, welche Bakterien ein Mensch hat, sondern auch in welcher Anzahl und Verteilung.

Schritt 5 Analyse des Profils mit der BIOMES-Wissensdatenbank auf physiologische Eigenschaften

Es ist jedoch nicht nur wichtig zu wissen, welche Bakterien zu welcher Anzahl im Darm eines Menschen leben. Es gilt auch zu verstehen, welche Funktionen diese Bakterien erfüllen. Nur so kann das individuelle Mikrobiom-Profil interpretiert werden.

Dazu haben die Wissenschaftler*innen von BIOMES in mehrjähriger Forschungsarbeit eine Meta-Wissensdatenbank aufgebaut, die die Ergebnisse von mehr als 7.900 weltweiten Mikrobiom-Studien vereint. Die Auswahl der Studien erfolgt nach strengen Bewertungskriterien. Die Mikrobiom-Forschung ist ein junges Feld. BIOMES trifft nur Aussagen zu Bereichen der Darmflora, die bereits gut erforscht sind.

Schritt 6 Vergleich des Mikrobiota-Profils mit Gesamtheit aller Mikrobiota-Profile in BIOMES-Community

In der Medizin sind Referenzwerte weit verbreitet, die einen allgemeingültigen Wert bestimmen, der angeben soll, was als gesund oder krank gilt. Jedoch sind für Menschen unterschiedlicher Lebenslagen auch unterschiedliche Werte anzusetzen. Das heißt: Was für eine 80-jährige Frau als gesund gilt, die sich ihr Leben lang als „Allesesserin“ inkl. Fleisch ernährt hat, gilt nicht zwingend auch für eine 18-jährige Veganerin als gesund.

Deshalb arbeitet BIOMES zur Interpretation der Daten zusätzlich mit deren Abgleich mit der BIOMES-Community. Dazu werden passende Subgruppen gebildet, die zur jeweiligen Person passen, um Abweichungen des Mikrobiom-Profils genauer bestimmen zu können.

Ergebnis Kundenspezifisches Mikrobiota-Profil mit evidenzbasierten, individuellen Empfehlungen

Das Ergebnis ist ein ausführlicher und dennoch verständlicher Bericht, in dem die Bakterien ihrer Funktion nach zu verschiedenen Themengebieten gruppiert werden. Dazu werden pro Schwachstelle Ernährungs- und Lifestyle-Empfehlungen gegeben. Alle Interpretationen basieren auf der BIOMES-Wissensdatenbank und sind somit 100 % evidenzbasiert. Die wissenschaftliche Primärliteratur wird transparent verlinkt.

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