Schichtarbeit stellt einen zunehmend anerkannten Risikofaktor für die Entwicklung gastrointestinaler Erkrankungen dar, da Störungen des zirkadianen Rhythmus nachweislich die Darmgesundheit und insbesondere die Integrität der intestinalen Barriere beeinträchtigen können. Im Rahmen eines von der EU-geförderten Forschungsprojekts „SHIFT2HEALTH“ widmen wir uns daher der Frage, wie ernährungs- und mikrobiombasierte Substanzen gezielt zur Stärkung der Darmbarriere und zur Prävention schichtarbeitsbedingter Gesundheitsrisiken beitragen können.
Im Mittelpunkt des hier beschriebenen Teilprojekts steht der Einsatz modernster 3D-Darm-auf-Chip-Modelle. Hierbei werden sowohl humane intestinale Zelllinien (z. B. Caco-2) als auch aus Stammzellen generierte Organoide auf mikrofluidischen Chips kultiviert. Diese innovativen mikrofluidischen Systeme ermöglichen die Bildung durchströmter Darmtubuli, die im Vergleich zu konventionellen 2D-Zellkulturen die physiologischen Bedingungen des menschlichen Darms deutlich realitätsnäher abbilden. Durch die Integration dynamischer Flüssigkeitsströme, mechanischer Kräfte (shear stress) und die Ko-Kultivierung verschiedener Zelltypen wird die Komplexität der natürlichen Darmumgebung nachgeahmt.
Mit Hilfe dieser fortschrittlichen in-vitro-Modelle untersuchen wir gezielt die Auswirkungen ausgewählter ernährungs- und mikrobiombasierter Substanzen auf die Barrierefunktion des Darms. Ziel ist es, Substanzen oder Ernährungsstrategien zu identifizieren, die die Integrität der Darmbarriere stärken und somit potenziell die negativen Effekte von Schichtarbeit auf die Verdauungsgesundheit abmildern können.
Unsere Forschung, an der auch Studierende beider Studiengänge (Biomedizinische Analytik und Massenspektrometrie und molekulare Analytik) tatkräftig mitwirken, leistet damit einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der Darmphysiologie und schafft die Grundlage für die Entwicklung gezielter, evidenzbasierter Interventionen zur Förderung der Gesundheit von Schichtarbeitenden in Europa.
