Thermalschlamm als biologisch aktives System: Von der Tradition zur Wissenschaft

In den letzten Jahren hat das Centro Studi Termali Pietro d’Abano ein umfassendes Forschungsprogramm durchgeführt, um die wissenschaftlichen Grundlagen der therapeutischen Wirksamkeit der Euganeischen Thermalschlämme besser zu verstehen und zu dokumentieren. Diese Schlämme sind seit Jahrhunderten für ihre positiven Wirkungen bei Gelenkschmerzen, chronischen Entzündungen und Erkrankungen des Bewegungsapparates bekannt. Das Ziel des Projekts war ehrgeizig: Es sollte nicht nur die biologische Wirksamkeit des Thermalschlamms nachgewiesen werden, sondern auch geklärt werden, welche Moleküle dafür verantwortlich sind, wie sie entstehen und von welchen Organismen sie produziert werden.

 

Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Department für Biologie der Universität Padua, das seit Jahrzehnten die Biodiversität thermophiler Cyanobakterien erforscht, sowie mit Wissenschaftlern der Universitäten Florenz und Brescia durchgeführt. Unser Ansatz war multidisziplinär und vereinte mikrobielle Ökologie, Biochemie, Molekularbiologie und präklinische Modelle, um ein umfassendes Verständnis zu entwickeln und eine traditionell empirische Behandlung auf eine solide wissenschaftliche Grundlage zu stellen.

Das Mikrobiom des reifen Thermalschlamms: Ein einzigartiges Ökosystem

 

Ein entscheidender erster Schritt war die Untersuchung des Mikrobioms reifer Thermalschlämme aus den Euganeischen Thermalbetrieben. Die 2020 in der Fachzeitschrift Microorganisms veröffentlichte Studie zeigte, dass die Schlammreifung – ein Prozess von mindestens sechzig Tagen in Thermalwasser bei Temperaturen zwischen 37 und 47 °C – zur Entstehung einer vielfältigen, stabilen und klar definierten mikrobiellen Gemeinschaft führt.

Abbildung 1. Der „grüne Filz“ des reifen Thermalschlamms: ein Biofilm, der hauptsächlich aus thermophilen Cyanobakterien besteht.

Innerhalb dieser Gemeinschaft dominieren thermophile Cyanobakterien wie Phormidium sp. ETS-05, die den charakteristischen blaugrünen Biofilm auf der Oberfläche des reifen Schlamms bilden. Dieser Biofilm ist nicht nur ein sichtbares Merkmal, sondern spielt eine zentrale Rolle im Reifungsprozess, da er zahlreiche bioaktive Moleküle freisetzt, darunter komplexe Polysaccharide, die sich im Schlamm verteilen und dessen biologische Eigenschaften verändern.

 

 

 

Bioaktive Moleküle: Die Rolle der Polysaccharide

 

Ausgehend von diesen Organismen, insbesondere von Phormidium, isolierten und untersuchten wir extrazelluläre Polysaccharide. Eine 2020 in Biomolecules veröffentlichte Studie zeigte ihre entzündungshemmende Wirkung in vivo. Mithilfe eines Entzündungsmodells im Zebrafisch konnten wir eine deutliche Verringerung der Migration von Neutrophilen zur Verletzungsstelle beobachten – eines der klarsten Anzeichen einer aktiven entzündungshemmenden Wirkung. Dies war der erste direkte Nachweis dafür, dass ein von Cyanobakterien des Thermalschlamms produziertes Molekül eine messbare biologische Wirkung entfaltet.

 

Im Jahr 2022 erweiterten wir diese Forschung in einer Studie, die im International Journal of Biological Macromolecules veröffentlicht wurde. Dabei untersuchten wir einen komplexen Polysaccharidextrakt, der direkt aus gereiftem Thermalschlamm gewonnen wurde. Die Ergebnisse waren äußerst vielversprechend: Neben der Bestätigung der entzündungshemmenden Eigenschaften zeigte der Extrakt eine ausgeprägte antioxidative Aktivität. Er schützte Zellen vor oxidativem Stress, stimulierte die Aktivität schützender Enzyme wie Katalase und Superoxiddismutase und beeinflusste die Genexpression. Diese Ergebnisse bestätigten, dass gereifter Thermalschlamm durch die Aktivität seiner mikrobiellen Gemeinschaft zu einem aktiven therapeutischen System wird, das Entzündungen auf natürliche Weise entgegenwirken kann.

 

Neue Arten und die mikrobielle Biodiversität thermaler Lebensräume

 

 

 

 

Kovacikia euganea ETS-13.

Im März 2025 veröffentlichten wir in Frontiers in Microbiology die Beschreibung einer neuen Cyanobakterienart, die aus Thermalschlamm isoliert wurde: Kovacikia euganea ETS-13. Diese seltene und bemerkenswerte Art ist nicht nur taxonomisch von Bedeutung, sondern auch aufgrund ihrer Fähigkeit, Licht im nahen Infrarotbereich mithilfe von Chlorophyll f zu nutzen – einer erst vor wenigen Jahren entdeckten Form des Chlorophylls. Diese Eigenschaft ermöglicht ihr das Überleben in Lebensräumen, in denen sichtbares Licht fehlt und nur langwellige Strahlung vorhanden ist, wie es in tieferen Schichten von Thermalschlammbecken der Fall sein kann. Diese außergewöhnliche Anpassungsfähigkeit unterstreicht die Einzigartigkeit des Euganeischen Thermalökosystems und deutet darauf hin, dass solche Organismen wertvolle Quellen seltener bioaktiver Moleküle sein könnten.

Die Entdeckung von Kovacikia ist kein Einzelfall. Sie reiht sich in eine Forschungsrichtung ein, die bereits zuvor zur Identifizierung neuer mikrobieller Arten durch unsere Arbeitsgruppe geführt hat. Im Jahr 2016 führte eine phylogenetische Studie, veröffentlicht in Molecular Phylogenetics and Evolution, zur Beschreibung der Gattung Thermoleptolyngbya, einer Gruppe filamentöser thermophiler Cyanobakterien. Im Jahr 2021 wurde zudem Thermospirulina andreolii beschrieben, benannt zu Ehren von Professor Giovanni Andreoli, einem Pionier der Erforschung der cyanobakteriellen Biodiversität in Thermalumgebungen.

Diese Entdeckungen sind nicht nur von taxonomischer Bedeutung. Sie stärken die Erkenntnis, dass die Euganeischen Thermalbecken einen Hotspot einzigartiger mikrobieller Biodiversität darstellen, geprägt durch extreme, aber stabile Umweltbedingungen wie hohe Temperaturen sowie erhöhte Salz- und Mineralstoffkonzentrationen.

 

Molekulare Wirkmechanismen: Wie Polysaccharide wirken

 

In unserer jüngsten Studie, die im Juli 2025 in der Fachzeitschrift Antioxidants veröffentlicht wurde, untersuchten wir die molekularen Mechanismen, über die mikrobielle Polysaccharide auf biologische Systeme wirken. Wir konnten zeigen, dass diese Verbindungen zentrale Entzündungswege – darunter TNF-α/NF-κB und IL-6/JAK/STAT – selektiv regulieren, Apoptose reduzieren und das antioxidative Gleichgewicht auf Gewebeebene wiederherstellen.

Die Wirkungen wurden bereits zwei bis vier Stunden nach der Verabreichung beobachtet und durch RNA-Sequenzierung (RNA-seq) sowie RT-qPCR-Analysen bestätigt. Diese Ergebnisse festigen die Überzeugung, dass der Reifungsprozess des Thermalschlamms ein natürliches Reservoir therapeutischer Moleküle hervorbringt, die wirksam, sicher und biokompatibel sind.

 

Eine neue Sichtweise auf Thermalschlamm

 

Die Forschungsarbeiten, die wir über Jahre hinweg initiiert, finanziert und durchgeführt haben, ermöglichen heute eine neue und fundierte Betrachtung des Thermalschlamms. Er ist nicht länger lediglich ein Wärmeträger, sondern vielmehr ein lebender Bioreaktor, in dem während der Reifung therapeutische Substanzen mit entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften entstehen.

Der klinische Nutzen beruht nicht allein auf Wärme und Mineralstoffen, sondern auch – und möglicherweise vor allem – auf Glykolipiden, die bereits früher von unserem Institut identifiziert wurden, sowie auf den kürzlich entdeckten bioaktiven Polysacchariden. Diese werden von ausgewählten Mikroorganismen produziert, die dank der besonderen physikalisch-chemischen Bedingungen der Euganeischen Thermalwässer gedeihen.

Der Wert dieser Forschung ist zweifach. Einerseits stärkt sie die wissenschaftlichen Grundlagen der Fangotherapie und eröffnet konkrete Perspektiven für Anwendungen in Medizin, Nutraceuticals und Kosmetik. Andererseits trägt sie zur Dokumentation und Erhaltung einer einzigartigen mikrobiellen Biodiversität bei, die ein genetisches und funktionelles Reservoir von großem Interesse für die Biotechnologie der Zukunft darstellt.

 

Zukunftsperspektiven

 

Unser Ziel für die kommenden Jahre ist es, diesen Weg konsequent weiterzugehen: durch die Ausweitung präklinischer und klinischer Studien, die Identifizierung neuer bioaktiver Moleküle sowie die Entwicklung standardisierter Formulierungen, die die natürliche Wirksamkeit des Thermalschlamms bewahren. Auf diese Weise möchten wir neue nachhaltige therapeutische Möglichkeiten schaffen – im Einklang mit dem Umweltschutz und der jahrhundertealten Thermaltradition, deren Bewahrung und Förderung wir uns verpflichtet fühlen.