Modulation des intestinalen Mikrobioms durch Spulwürmer und Auswirkungen auf das Metabolom

• Antragstellerin: Professorin Christina Strube, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 421365943

Infektionen mit den eng verwandten Spulwürmern Ascaris lumbricoides bzw. Ascaris suum haben sowohl beim Menschen als auch beim Schwein eine außerordentliche Bedeutung. Im Zuge dieser Infektionen tritt ein Nährstoffmangel auf, welcher vermutlich im Wesentlichen aus einer Verminderung des intestinalen Nährstofftransports resultiert. Allerdings kann auch das intestinale Mikrobiom zu einer negativen metabolischen Bilanz beitragen. Da Spulwürmer und das Mikrobiom die gleiche ökologische Nische besiedeln, ist eine gegenseitige Beeinflussung naheliegend. Eine Veränderung des intestinalen Mikrobioms durch Nematodeninfektionen wurde in einigen Studien sowohl beim Menschen als auch bei Tieren bereits nachgewiesen. Auch zur A. suum-Infektion des Schweins liegen erste Erkenntnisse vor, diese beschränken sich jedoch auf mikrobielle Veränderungen im proximalen Kolon, die zudem nur an zwei Zeitpunkten post infectionem gemessen wurden. Erkenntnisse zum Einfluss von A. lumbricoides-Infektionen des Menschen auf das intestinale Mikrobiom beziehen sich hingegen lediglich auf Stuhlproben, die nur Rückschlüsse auf Vorgänge im distalen Dickdarm zulassen. Zudem liegen noch keinerlei Erkenntnisse dazu vor, welche Stadien und Bestandteile der Spulwürmer das Mikrobiom beeinflussen und ob eine einmalige Infektion die gleichen Auswirkungen hat wie eine unter natürlichen Bedingungen vorherrschende kontinuierliche Reinfektion. Ziel dieser Studie ist daher eine umfassende Charakterisierung der mikrobiellen Veränderungen in den einzelnen Darmabschnitten des Schweins über den Verlauf einer Ascaris suum-Infektion hinweg. Neben der Untersuchung wöchentlich entnommener Kotproben, welche überwiegend das Mikrobiom im Kolon widerspiegeln, erlaubt die Sektion von jeweils einer Versuchstiergruppe an drei definierten Zeitpunkten post infectionem auch die Untersuchung des Mikrobioms in den einzelnen Darmabschnitten. Um auch Rückschlüsse auf funktionale Eigenschaften des Mikrobioms zuzulassen, sollen jeweils korrespondierende Ingesta-Proben sowie Serumproben der Schweine auch hinsichtlich des Metaboloms untersucht werden. Weiterhin soll die Frage beantwortet werden, ob eine einmalige A. suum-Infektion die gleichen Auswirkungen hat wie eine kontinuierliche Exposition. Schließlich soll untersucht werden, ob lediglich der Kontakt mit adulten Spulwürmern bzw. deren exkretorisch-sekretorischen oder somatischen Antigen für die Veränderungen ursächlich ist. Zusammen mit den Erkenntnissen eines derzeit laufenden Projekts zur intestinalen Nährstoffresorption erlaubt dieses Forschungsvorhaben eine umfassende Charakterisierung der Parasit-Mikrobiom-Wirt-Interaktionen, die für den Nährstoffmangel im Zuge der porzinen sowie humanen Askariose als ursächlich anzusehen sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen