Funktionen und metabolische Adaptation von dominanten Darmbakterien der Familie Coriobacteriaceae im Kontext des Lipidmetabolismus des Wirtes

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Clavel; Professor Dr. Sascha Rohn
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242504939

Das intestinale Mikrobiom ist ein sehr komplexes Ökosystem. Weil dieses Ökosystem dafür bekannt ist, den Gesundheitszustand bzw. den Stoffwechsel des Wirtes zu beeinflussen, ist es dringend notwendig, die Wechselwirkung zwischen dominanten Bewohnern des Darmes und metabolische Eigenschaften des Wirtes auf mechanistischer Ebene zu untersuchen. Zugehörige der Familie Coriobacteriaceae, z.B. Eggerthella lenta oder Collinsella aerofaciens, sind dominante Bakterien im Darm von Säugetieren, die wichtige Funktionen (Abbau von Gallensäuren, Steroiden oder Phytoöstrogenen) übernehmen. In Tierexperimenten wurde die Prävalenz von Coriobacteriaceae mit erhöhter Triglycerid-Synthese in der Leber sowie erhöhtem Cholesterin-Spiegel im Blut festgestellt. Neueste metagenomische Untersuchungen in ca. 350 Menschen haben auch gezeigt, dass die Spezies Egg. lenta mit der Prävalenz von Diabetes Typ-2 assoziiert ist. Allerdings ist in der Literatur noch keine Studie vorhanden, die die Mechanismen der Wechselwirkung zwischen Coriobacteriaceae und den Stoffwechsel des Wirtes beschreibt. Aus diesen Gründen ist es erforderlich, die metabolischen Eigenschaften dieser Bakterien und deren Effekte auf den Wirt genauer zu erforschen.In diesem Zusammenhang ist es das Ziel des CorioFunc Projekts, den Effekt von Coriobacteriaceae auf den Lipidmetabolismus (Gallensäuren und Steroide) und die Entwicklung einer Fettleber zu erleuchten. Dafür wird zuerst ein neues simplifiziertes Coriobacteriaceae-spezifisches Model benutzt. Keimfreie Mäusen werden mit vier ausgewählten dominanten Spezies der Familie, die interessante metabolische Aktivitäten aufweisen, kolonisiert. Hierbei werden verschiedene Diäten benutzt, um den Metabolismus von Cholesterol-Metaboliten und die Entwicklung einer Fettleber zu beeinflussen. Hauptzielgröße dieser Versuche sind Funktionen im Wirt (Barriere, Entzündungs- und metabolischer Status), Quantifizierung von Gallensäuren und Steroiden sowie bakterielle Gen-Expression mittels Metatranskriptomics. Um die darauffolgenden Ergebnisse in einen ökologisch-relevanten Kontext zu bringen, werden auch Coriobacteriaceae aus konventionellen Mäusen untersucht. Hierfür wird derselbe Versuchsaufbau (Diäten und Zielgrößen) wie bei den keimfreien und kolonisierten Tieren verwendet. Allerdings wird die Metatranskriptomic-Analyse mit nativen Coriobacteriaceae-Populationen, die aus dem gesamten Ökosystem mittels Hybridisierung aussortiert werden, durchgeführt. Schließlich, um die klinische Relevanz der Arbeit zu testen, werden die im Schritt 1 und 2 identifizierten Coriobacteriaceae-spezifischen Genen und/oder Metaboliten in einer Pilot-Studie in Patienten mit einer diagnostizierten nichtalkoholischen Fettleber gemessen. Zusammenfassend, das CorioFunc Projekt bringt die komplementäre Expertise von vier Arbeitsgruppen aus Deutschland und Frankreich zusammen, um das patho-physiologische Potential von Coriobacteriaceae im Kontext des Stoffwechsels zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Beteiligte Personen: Philippe Gerard, Ph.D.; Patricia Lepage, Ph.D.