Durham – Forschende der Duke University haben mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und automatisierter Laborrobotik systematisch Kombinationen aus Ballaststoffen und Darmbakterien untersucht, die die Produktion des gesundheitsfördernden Stoffwechselprodukts Butyrat fördern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Chemical Biology veröffentlicht.
Das Team um Ophelia S. Venturelli testete Interaktionen zwischen 15 verschiedenen Darmmikroben und sechs Ballaststoffarten. Angesichts der enormen Zahl möglicher Kombinationen nutzten die Forschenden Bayesianische Optimierung und aktive Lernverfahren, um in fünf Versuchsrunden bis zu 390 Bedingungen parallel zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass die Kombination des Ballaststoffs Inulin mit den Bakterienarten Bacteroides uniformis und Anaerostipes caccae sowie der Interaktion mit Prevotella copri zuverlässig Butyrat produziert – unabhängig von weiteren vorhandenen Arten und Faktoren.
Butyrat ist eine kurzkettige Fettsäure, die für die Darmgesundheit eine zentrale Rolle spielt. Die Autoren sehen in dem datengetriebenen Ansatz eine Möglichkeit, trotz der großen individuellen Variabilität des Mikrobioms gezieltere und wirksamere Therapien zu entwickeln. Erste Tests in einem Mausmodell für chronisch-entzündliche Darmerkrankungen verliefen vielversprechend. Die Studie trägt den DOI 10.1038/s41589-026-02272-4.
