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Projekt
Räumliche Organisation der Darm-Mikrobiota - Auswirkung direkter bakterieller Interaktionen mit dem Epithel der Darmkrypten und langlebigen Stammzellen
Antragsteller
Professor Dr. Thomas F. Meyer; Professor Dr. Michael Sigal
Fachliche Zuordnung
Gastroenterologie
Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
Förderung
Förderung von 2016 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316045589
Unsere Darm-Mikrobiota ist eine komplexe Gemeinschaft, deren Komposition in den letzten Jahren eingehend untersucht wurde. Es ist bekannt dass nutritive Faktoren sowie inflammatorische sowie maligne Konditionen mit einer Veränderung des Mikrobioms assoziiert sind. Während diese quantitativen Unterscheide gut belegt sind, ist nur wenig über die räumliche Organisation des Mikrobioms bekannt. Es gibt Hinweise, dass sowohl nutritive als auch inflammatorische Veränderungen mit einer Translokation der luminalen Bakterien in Richtung des Epithels assoziiert sind, allerdings sind weder die exakten Bedingungen, die diese Translokation fördern, noch deren genaue Auswirkung auf den Darm bekannt. Unsere Hypothese ist, dass die Translokation und direkte Interaktion von luminalen Darmbakterien mit dem Darmepithel die Entwicklung chronischer Darmpathologien fördert. Die direkte Interaktion mit Zellen der Darmkrypten, um im Speziellen mit den Stammzellen in der Basis der Krypten, kann sowohl zu direktem Insult der Stammzellen als auch zu schweren Immunreaktionen führen, die sekundär pathologische Veränderungen induzieren können. Mit Hilfe neuer Visualisierungs- und Analysemethoden werden wir die Verteilung der Bakterien im Bezug auf das Epithel des Darms in Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen sowie mit kolorektalem Karzinom charakterisieren, und mit gesundem Gewebe vergleichen. Um die genauen Veränderungen herauszufinden, die eine Translokation von Bakterien fördern und die Rolle spezifischer Interaktionen mit Stammzellen im Detail zu verstehen, werden wir Stammzellreporter-Mäuse sowie neu entwickelte humane und murine primäre Epithelzellkulturen anwenden. Mit Hilfe der Mausmodelle wird der Einfluss von inflammatorischen und nutritiver Veränderungen auf die räumliche Organisation des Mikrobioms und Interaktionen mit Stammzellen untersucht. Darüber hinaus wird die Kolonisation mit spezifischen definierten Bakterien, die in der Lage sind, an das Epithel zu adhärieren, durchgeführt und die Effekte untersucht. Mittels primärer epithelialer Kolonepithelkulturen wird der Effekt spezifischer Bakterien und deren Virulenzfaktoren auf Subpopulationen der Kolonepithelzellen, insbesondere der Stammzellen analysiert. Dieses System bietet auch die Möglichkeit herauszufinden, welche wirtspezifische Faktoren die mukosale Barrierefunktion beeinträchtigen können.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
