- MIMIC - Komplementäre Nutzung von innovativen kulturbasierten und molekularen Methoden zur Herstellung von Minimalen Mikrobiellen Konsortien

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Clavel; Professor Dr. Jörg Overmann
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316102599

Der Mensch besteht aus körpereigenen Zellen und Billionen von Mikroorganismen, die viele seiner Körperteile kolonisieren. Der Darm beherbergt das dichteste dieser mikrobiellen Ökoysteme, die sogenannte Darmmikrobiota. Bakterien sind der Hauptbestandteil dieser Mikrobiota und haben komplexe Wechselwirkungen mit dem Darm-assoziierten Immunsystem. Dadurch beeinflussen sie die Entstehung von vielen chronisch entzündlichen Erkrankungen. Aus diesen Gründen ist es notwendig, Darmbakterien weiter zu erforschen. Sequenzierungstechnologien haben die Mikrobiom-Forschung weit vorangebracht, jedoch zu substantiellen Kosten: Kultivierungsmethoden wurden vernachlässigt, was die Entdeckung neuer bakterieller Arten verlangsamt hat. Dies stellt ein enormes Problem dar, denn erst die Kultivierung neuer Arten ermöglicht die Durchführung von Genom-basierten bzw. funktionellen Experimenten. Die Datenlage ist besonders mangelhaft im Fall des Darmmikrobioms in Mäusen. Mäuse werden sehr extensiv in der Medizin- und Mikrobiom-Forschung verwendet, weil sie die Untersuchung von sowohl kausalen Effekten der Darmmikrobiota auf Erkrankungen als auch molekularen Mechanismen ermöglichen. Zum heutigen Tag sind jedoch nur 12 bakterielle Arten aus dem Mausdarm beschrieben und durch öffentliche Sammlungen zugänglich. Unser Forschungsvorhaben MIMIC wird diese Probleme adressieren. Das primäre Ziel ist, eine eigene Initiative der Phase I von SPP 1656 zu erweitern, um eine umfangreiche Sammlung an Darmbakterien aus der Maus zu generieren und sie den SPP-Mitgliedern und darüber hinaus der gesamten Forschungsgemeinschaft zu Verfügung zu stellen. In diesem Kontext ist die Einbindung der Deutschen Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen in das SPP 1656 für die langfristige Erhaltung der bakteriellen Stämmen eine einmalige Initiative im Feld der Mikrobiom-Forschung. Mit Hilfe der Sammlung werden Genom-Datenbanken erweitert und neue Diversitätsstudien durchgeführt. Vor allem wird die Kultivierungsarbeit als Basis für die Herstellung einer neuen bioinformatischen Plattform zur Zusammenstellung von minimalen Bakteriomen dienen. Bei diesen Bakteriomen handelt es sich um bakterielle Konsortien aus der Sammlung, die die nativen komplexen Ökosysteme im Mausdarm am besten abdecken. Solche minimalen Bakteriome sind als Modelle sehr wichtig um komplexe Ökosysteme zu vereinfachen und die Beantwortung von Fragestellungen in spezifischen Tiermodellen für Erkrankungen innerhalb des SPP 1656 zu ermöglichen. Die MIMIC Plattform wird zum Zweck der Verbreitung in das bereits entwickelte IMNGS-Tool integriert (www.imngs.org). Aufgrund der vielen Interaktionen mit SPP-Partnern und des daraus entstandenen Mehrwerts, z.B. der Gewinnung von Darmmaterial zur Isolierung von Stämmen, dem Zugang zu isolierten Stämmen zur Charakterisierung und der Bereitstellung von Stämmen bzw. minimalen Konsortien aus der Sammlung, wird das aktuelle Forschungsvorhaben MIMIC als Zentralprojekt eingereicht.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1656: Intestinale Mikrobiota - Ein mikrobielles Ökosystem an der Grenze zwischen Immunhomöostase und Entzündung
• Großgeräte: Anaerobic workstation
• Gerätegruppe: 4670 Handschuhkästen, Schutzgasanlagen