Einfluss der Darmmikrobiota und der Antibiotikatherapie auf die Regulation der enteroendokrinen Zellen des Gastrointestinal-Traktes

• Antragstellerin: Dr. Soraya Mousavi
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie ; Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556926858

Neben der Nährstoffaufnahme fungiert der Gastrointestinal-Trakt als Immunorgan und wichtige Barriere, die den Körper vor schädlichen Wirkungen des luminalen Inhalts schützt. Obwohl die enteroendokrinen Zellen (engl. enteroendocrine cells, EECs) nur 1 % der Darmepithelzellen ausmachen, macht ihre hormonelle Funktion den Darm zu einem der wichtigsten Organe des endokrinen Systems. Die EECs produzieren Hormone wie Glucagon-like Peptide (GLP)-1 und Serotonin, deren Wirkungen auch systemisch von zentraler Bedeutung sind. In vitro Studien haben gezeigt, dass die Aktivierung und dadurch die Freisetzung von Darmhormonen wie GLP-1 oder Serotonin stark von bakteriellen Metaboliten abhängt, und dass dabei auch die Zusammensetzung der Darmmikrobiota eine entscheidende Rolle spielt. Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota des Menschen ist individuell einzigartig und wird kontinuierlich durch die Ernährung, Bewegung, Medikamente, intestinale Entzündung, Tumorerkrankungen und die Einnahme von Antibiotika verändert. Dabei weist die Zusammensetzung der Darmmikrobiota eine ausgeprägte Resilienz auf, und nach Veränderungen stellt sich meist wieder die ursprüngliche individuelle Mikrobiota-Zusammensetzung ein. Ist die Resilienz aber durch z.B. langfristige Medikamenteneinnahme wie z.B. Antibiotika beseitigt, ändert sich die mikrobielle Zusammensetzung dauerhaft in einen Zustand, der als Dysbiose bezeichnet wird. Die Forschung der letzten Jahrzehnte hat gezeigt, dass die Veränderung auf physiologische und immunmodulatorische Funktionen des ganzen Körpers Einfluss nimmt. Neben der Regulation des Grundstoffwechsels werden über die sog. „Gut-Brain-Axis“ durch bakterielle Metabolite auch neuronale Prozesse beeinflusst, die für die Erhaltung der Gesundheit von grundlegender Bedeutung sind. Bei diesen systemischen Wirkungen der intestinalen Mikrobiota spielen hormonelle Signale der EECs eine wichtige Rolle, wobei die zugrundeliegenden Mechanismen weitgehend ungeklärt sind. Ziel dieses Projekt ist die Erforschung der vielfältigen Interaktionen der EECs mit bakteriellen Metaboliten der intestinalen Mikrobiota nach einer Antibiotikatherapie, die zu Veränderungen der Hormonausschüttung im Darm und somit unerwünschten Nebenwirkungen führen kann. Des Weiteren soll untersucht werden, ob durch die Antibiotikatherapie veränderte Hormonproduktion aus einer Störung der Interaktionen zwischen bakteriellen Molekülen bzw. Metaboliten und EECs resultiert und ob diese Störung durch die Rekolonisation des Darms mit Probiotika behoben werden kann. Darüber hinaus wird die Rolle von spezifischen Rezeptoren für bakterielle Metabolite (z.B. Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor (AhR) und Butyratrezeptor) bei der Regulation der Hormonproduktion durch die EECs mittels Knockout Mäusen untersucht. Weiterhin wird geklärt, ob therapeutische Ansätze mit AhR-Agonisten und kurzkettigen Fettsäuren wie Butyrat dem die durch Antibiotikatherapie verursachten Metaboliten-Mangel entgegenwirken kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen