Der Mensch ist mit einer Vielzahl an Bakterien, Pilzen und Viren besiedelt – das sogenannte “humane Mikrobiom”. Durch intensive Forschungsbemühungen in den letzten Jahren wurde klar, dass unser Mikrobiom eine große Rolle für die Gesundheit spielt, wobei ein unausgewogenes, instabiles  Mikrobiom im Verdacht steht, epidemische Volkskrankheiten wie Diabetes, Fettleibigkeit, Lebererkrankungen und Herz-Kreislauferkrankungen sowie neurologische und psychiatrische Erkrankungen zu verursachen und/oder zu fördern. Des Weiteren wirkt das Mikrobiom als Platzhalter und hält pathogene Bakterien fern, wodurch Infektionen minimiert werden.

Wir benutzen “Next- und Third-Generation” Sequenzierungsmethoden (-“omics“), um diese komplexen Gemeinschaften von Mikroorganismen auf und in unserem Körper zu entschlüsseln und durch enge Kooperation mit klinischen Partnern und Partnerinnen deren Rolle für die Entstehung von Krankheiten besser zu verstehen. Dabei ist die bioinformatische und statistische Analyse von zentraler Bedeutung, um die Fülle an gewonnenen Daten richtig interpretieren zu können und dadurch neue Therapieansätze zu entwickeln. Ergänzt werden diese Ansätze mit diversen in vitro-Verfahren, wobei sowohl batch als auch kontinuierliche Kulturtechniken zum Einsatz kommen. Dadurch können Hypothesen unter definierten Bedingungen überprüft werden. Gemeinsam mit der AG Heidrich aus der Gastroenterologie haben wir die Initiative "translationale, gastrointestinale Mikrobiomforschung" ins Leben gerufen. Außerdem bieten diese Methoden großes Potential in der Diagnostik, um schnell und umfangreich auf Infektionen reagieren zu können.

Im Fokus unserer Forschung stehen spezifische Funktionen der Darmmikrobiota, welche die Gesundheit des Menschen beeinflussen. Auf der einen Seite produzieren Darmbakterien Stoffe, wie z. B. Vitamine und kurzkettige Fettsäuren, die essentiell für unseren Organismus sind. Auf der anderen Seite stehen bestimmte Metabolite im Verdacht, Krankheit zu verursachen, wie z. B. das Trimethylamin, welches an der Entstehung von Nieren- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen beteiligt ist. In beiden Fällen spielt die Ernährung eine wichtige Rolle, da diese direkt unser Mikrobiom beeinflusst und die Produktion von bakteriellen Stoffwechselprodukten kontrolliert. Die Entschlüsselung der komplexen Wechselspiele zwischen 1. Umweltfaktoren (z. B. Ernährung), 2. Mikrobiom, und 3. Wirt (Immunsystem, Hormone, Nervensystem) wird es in Zukunft erlauben, spezifische, personalisierte Therapieansätze zu verfolgen.

Unsere Forschung wird von der DFG, dem DZIF, dem BMBF, der KWS Lochow GmbH, der Hetzler Foundation und intramuralen Quellen (HiLF II, IFB Tx) unterstützt.

https://www.researchgate.net/profile/Marius-Vital

Mitarbeiter der AG Vital

Wichtigste Publikationen:

• Rath S, Rox K, Kleine Bardenhorst S, Schminke U, Dörr M, Mayerle J, Frost F, Lerch MM, Karch A, Brönstrup M, Pieper DH, Vital M (2021) Higher trimethylamine-N-oxide plasma levels with increasing age are mediated by diet and trimethylamine-forming bacteria. mSystems. 6(5):e0094521.
• Vital M, Ruth T, Rath S, Pieper DH, Schlüter D (2019). Diversity of bacteria exhibiting bile acid-inducible 7α-dehydroxylation genes in the human gut. Comput Struct Biotechnol J. 17:1016-19.
• Vasapolli R, Schütte K, Schulz C, Vital M, Schomburg D, Pieper DH, Vilchez-Vargars R, Malfertheiner P (2019). Analysis of transcriptionally active bacteria throughout the gastrointestinal tract of healthy individuals. Gastroenterology. 157(4):1081-109.
• Steube A, Vital M, Grunert P, Pieper DH, Stallmach A (2019). Long-term multidonor fecal microbiota transfer (FMT) by oral capsules for active ulcerative colitis. J Crohns Colitis 2019 Apr 15. pii: jjz073. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjz073. [Epub ahead of print]
• Vital M, Howe A, Bergeron N, Krauss RM, Jansson JK, Tiedje JM (2018). Metagenomic insights into resistant starch degradation by human gut microbiota. Appl Environ Microbiol 84(23):e01562-18.
• Rath S, Ruth T, Pieper DH, Vital M (2018). Pathogenic functions of host microbiota. Microbiome 6:174.
• Heidrich B, Vital M, Plumeier I, Döscher N, Kahl S, Kirschner J, Ziegert S, Solbach P, Lenzen H, Potthoff A, Manns MP, Wedemeyer H, Pieper DH (2018). Intestinal microbiota in patients with chronic hepatitis C with and without cirrhosis compared with healthy controls. Liver Int 38(1):50-58.
• Vital M, Karch A, Pieper DH (2017). Colonic butyrate-producing communities in humans: an overview using Omics data. mSystems 00130-17.
• Rath S, Heidrich B, Pieper DH, Vital M (2017).  Uncovering the trimethylamine-producing bacteria of the human gut microbiota.  Microbiome 5:54.
• Vital M, Howe AC, Tiedje JM (2014). Revealing the butyrate synthesis pathways from (meta)genomic data. mBio 5(2);e00889-14.