KFO 5024:  Immun-Checkpoints der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn bei entzündlichen und neurodegenerativen Erkrankungen (GB.com)

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 505539112

Die Darm-Hirn-Achse ist ein bidirektionales Kommunikationssystem, das durch neurale, hormonelle, metabolische, immunologische und mikrobielle Signale gesteuert wird. Zelluläre und molekulare Faktoren aus dem Darm können die Funktion des Gehirns modulieren und neuere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine gestörte Kommunikation entlang dieser Achse eine zentrale Rolle bei der Pathogenese von gastrointestinalen und neurologischen Erkrankungen spielt. In diesem Zusammenhang deuten klinische Studien darauf hin, dass Patienten mit chronisch-entzündliche Darmerkrankung (CED) ein erhöhtes Risiko aufweisen, später an Morbus Parkinson zu erkranken. Darüber hinaus wird ein Zusammenhang zwischen Multiple Sklerose und CED vermutet. Aufgrund des starken Zusammenhangs zwischen gastrointestinaler Entzündung und Neurodegeneration/Neuroinflammation hat sich das Konzept der pathologischen "Darm-Hirn-Achse" entwickelt. Veränderungen des Mikrobioms (Dysbiose), sowie die Translokation von bakteriellen Antigenen und Entzündungszellen/ löslichen Faktoren über die Darmbarriere und Blut-Hirn-Schranke werden als wichtige Faktoren für strukturelle und funktionelle Veränderungen im Zentralnervensystem (ZNS) angenommen. Während das Konzept einer Darm-Hirn-Achse zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist eine eingehende Charakterisierung der Kommunikation zwischen beiden Organen begrenzt. Diese neuen Einblicke sind jedoch zwingend notwendig, um immunologische Schaltstellen dieses Netzwerk zu identifizieren. Das zentrale Ziel dieser klinischen Forschergruppe ist es daher, die Interaktionen zwischen dem Darm und Nervensystem entlang der Darm-Hirn-Achse bei immunvermittelten entzündlichen- und degenerativen Erkrankungen zu definieren. Die Verknüpfung der Forschungsschwerpunkte Immunologie und Neurowissenschaften ermöglich es uns dabei, einzigartige neue Erkenntnisse über die Pathogenese dieser Erkrankungen zu gewinnen, um somit die Grundlage zur Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Ansatzpunkte zu schaffen. Die Beeinflussung von Entzündungsprozessen in einem der beiden Organsysteme kann möglicherweise das Risiko minimieren, entlang dieser Achse entzündliche oder degenerative Begleiterscheinungen zu entwickeln. Um dieses Ziel zu verwirklichen, werden wir unserer Expertise im Bereich der präklinischen und klinischen Neuroimmunologie, Neurodegeneration, Gastroenterologie und mukolsalen Immunologie in einer Initiative vereinen und damit die traditionelle organzentrierte Betrachtungsweise von Entzündungsprozessen ersetzen. Unser langfristiges Ziel ist es dabei, die Mechanismen der Interaktionen von Darm und Gehirn im Detail zu entschlüsseln, um neue Biomarker und Zielstrukturen für Therapien zu identifizieren, neue therapeutische Ansätze zu entwickeln, mit denen Erkrankungen im Gastrointestinaltrakt und ZNS wirksam bekämpft oder sogar verhindert werden können. Hierdurch sollen neuartige Therapieansätze entwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen

Projekte

• Bedeutung intestinaler myeloider Zellen für den immun-neuronalen Cross-Talk in der Pathogenese von Synukleinopathien und Kolitis (Antragsteller Hildner, Kai ;  Rothhammer, Veit )
• Die Rolle des dysbiotischen Mikrobioms für die immun-neuronale Kommunikation für die Pathogenese des Parkinson-Syndroms (Antragsteller Winkler, Jürgen ;  Wirtz, Stefan )
• Einfluss der Mikrobiota-Gehirn-Kommunikation auf die MS-bedingte Autoimmunität (Antragstellerinnen / Antragsteller Günther, Claudia ;  Rothhammer, Veit )
• Entschlüsselung der Immun Interaktion zwischen humanen iPSC-abgeleiteten enterischen neuralen Zellen und 3D-Darmepithel-Organoiden bei mukosaler Inflammation (Antragstellerinnen / Antragsteller Neurath, Markus F. ;  Winner, Beate )
• Koordinationsfonds (Antragstellerin Winner, Beate )
• Management und Administration der Klinischen Forschungsgruppe (Antragstellerinnen Gupta, Pooja ;  Günther, Claudia )
• Molekulare Mechanismen der intestinalen α-Synuclein Aggregation in der Parkinson-Erkrankung (Antragstellerinnen López Posadas, Ph.D., Rocío ;  Zunke, Friederike )
• Rolle der Homöostase des enterischen Nervensystems in der Darm-Hirn-Kommunikation (Antragsteller Becker, Christoph ;  Lie, Dieter Chichung )
• Rolle der Immunzellwanderung in das zentrale Nervensystem für die Darm-Hirn-Kommunikation bei Neurodegeneration (Antragstellerinnen / Antragsteller Prots, Iryna ;  Zundler, Sebastian )
• Untersuchung von In-situ-Gewebeschemata mittels volumetrischer Bildgebung und maschinellem Lernen für die Bildanalyse. (Antragstellerinnen / Antragsteller Breininger, Katharina ;  Uderhardt, Stefan )
• Zusammenspiel zwischen Darmmikrobiom und multimodalen MRT-Biosignaturen des Gehirns zur Vorhersage des Ansprechens auf eine anti-TNF-Therapie bei Colitis ulcerosa (Antragsteller Atreya, Raja ;  Dörfler, Arnd )

• Sprecherin: Professorin Dr. Beate Winner
• Leiterin: Professorin Dr. Claudia Günther
• Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter: Professor Dr. Raja Atreya; Professor Dr. Christoph Becker; Professorin Katharina Breininger; Professor Dr. Arnd Dörfler; Dr. Pooja Gupta; Professor Dr. Kai Hildner; Professor Dr. Dieter Chichung Lie; Privatdozentin Rocío López Posadas, Ph.D.; Professor Dr. Markus F. Neurath; Privatdozentin Dr. Iryna Prots; Professor Dr. Veit Rothhammer; Professor Dr. Stefan Uderhardt; Professor Dr. Jürgen Winkler; Privatdozent Dr. Stefan Wirtz; Professor Dr. Sebastian Zundler; Professorin Dr. Friederike Zunke