One Exposome: Neue Konzeption für die Umweltgesundheit

Sandra Coecke, PhD, vom Joint Research Center der Europäischen Union in Ispra und Prof. Thomas Hartung von der Bloomberg School of Public Health an der Johns Hopkins University, Baltimore haben eine neue Konzeption für die Entscheidungsfindung im Bereich der Umweltgesundheit vorgestellt. In dem Artikel werden die Exposomik, also die Gesamtheit aller Umwelt- und Lebensstil-Expositionen), der One Health-Ansatz (Verbindung von menschlicher, tierischer und Umweltgesundheit), mit neuen methodische Ansätze (NAMs, z.B. Organ-on-Chip, Omics-Technologien) und Künstlicher Intelligenz (KI) verbunden.

Da herkömmliche toxikologische Ansätze, die sich auf einzelne Substanzen und Spezies konzentrieren, reichen nicht mehr aus, um komplexe Umwelt- und Gesundheitsprobleme wie Antibiotikaresistenzen, hormonwirksame Substanzen oder Mischungen an Schadstoffen zu untersuchen.

Konzeptionelle Architektur des „One Exposome“-Ansatzes. Gemeinsame Expositionen von Menschen, Tieren und Ökosystemen (grün, One Health) werden durch Körperflüssigkeiten und Biomonitoring erfasst und mittels Multi-Omics-Exposomik (blau, Exposom) in Expositionsfingerabdrücke und Hypothesen aufgeschlüsselt. Diese werden mechanistisch in MPS-Systemen (Organoide, Organ-on-Chips) getestet und in digitale Zwillinge von Organ- und individuellen Reaktionen (orange, NAMs) übertragen, wodurch gestörte Adverse Outcome Pathways (AOPs) auf menschlicher Ebene abgebildet werden. Verfeinerte Biomarker und Expositionsmodelle fließen zurück in Bevölkerungsstudien und schließen so einen rekursiven, selbst korrigierenden Kreislauf. Im Zentrum steht „Exposome Intelligence“, eine vorgeschlagene KI-gesteuerte Datenplattform, die alle Datenströme (radiale Verbindungen) integrieren und die beiden Hauptausgänge des Systems antreiben würde: Frühwarnüberwachung sowie personalisierte und bevölkerungsweite Prävention.

Der Farbcode (grün/blau/orange) entspricht der „One Exposome“-Triade: One Health (warum), Exposom (was) und NAMs (wie).

Abbildung und Erklärung übernommen aus: Coecke S, Hartung T (2026) Towards the One Exposome: harnessing artificial intelligence and digital health technologies across One Health toxicology, new approach methodologies, and environmental public health. Front. Public Health 14:1921273. doi: 10.3389/fpubh.2026.1921273. Lizenz: CC BY.

Unter dem Exposom versteht man die Gesamtheit aller lebenslangen exogenen Umwelteinflüsse und endogenen wechselwirkenden Einflüssen, denen ein Lebewesen ausgesetzt ist. Zusammen mit der genetischen Prädisposition dient das Exposom als Erklärungsansatz für die Entstehung von Erkrankungen und Alterungsprozessen. (1) Bei der Erforschung des Exposoms (Exposomics) wird ein breites Spektrum an interdisziplinären Methoden genutzt. (2)

Beim One-Health-Ansatz wird die Gesundheit von Menschen, Tieren, Pflanzen und der Umwelt als untrennbar miteinander verknüpft und voneinander abhängig betrachtet. Ziel ist es, Gesundheitsrisiken vorzubeugen und fachübergreifende Zusammenarbeit, insbesondere zwischen Humanmedizin, Veterinärmedizin und Umweltwissenschaften zu fördern. (3) Zu den neuen Methoden (NAMs) gehören Organ-on-Chip-Technologien, Omics-Untersuchungen, KI und digitale Technologien zur Erfassung, Integration und Interpretation von Daten.

Der One Exposome-Ansatz verknüpft Expositionsdaten und Ergebnisse aus mechanistischen Untersuchungen zu Toxikologie und Public-Health-KI-Ergebnisse von Mensch, Tier und Ökosystem. Es sollen zudem Überwachungsnetzwerke aufgebaut werden, die Daten aus Human-, Tier- und Umweltbereichen zusammenführen, um Risiken frühzeitig zu erkennen.

Auch die politische Entscheidungskompetenz muss beteiligt werden: Die Umsetzung des Konzepts erfordert zudem Reformen bei der Regulierung, Datenethik, Datenschutz und globaler Gerechtigkeit.

Originalpublikation:

Coecke S and Hartung T (2026). Towards the One Exposome: harnessing artificial intelligence and digital Health technologies across One Health toxicology, new Approach methodologies, and environmental public health. Front. Public Health 14:1921273. doi: 10.3389/fpubh.2026.1921273

Weitere Quellen:

(1) DocCheck Flexikon (2026). Exposom. Online: https://flexikon.doccheck.com/de/Exposom

(2) Wan M, Simonin EM, Johnson MM, Zhang X, Lin X, Gao P, Patel CJ, Yousuf A, Snyder MP, Hong X, Wang X, Sampath V, Nadeau KC. Exposomics: a review of methodologies, applications, and future directions in molecular medicine. EMBO Mol Med. 2025 Apr;17(4):599-608. doi: 10.1038/s44321-025-00191-w. Epub 2025 Jan 27. PMID: 39870881; PMCID: PMC11982546.

(3) Bundesministerium für wirtschaftliche zusammenarbeit und Entwicklung (2026). Gesundheit One Health – für ein breiteres Verständnis von Gesundheit. Online: https://www.bmz.de/de/themen/one-health