Epigenom-Mikrobiom-Crosstalk: Ein neuer Ansatz um kognitive Fähigkeiten im Alter zu erhalten

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Christiane Frahm; Professor Dr. Steve Hoffmann; Professor Dr. Christoph Kaleta
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418087534

Der Abbau kognitiver Funktionen und Demenz gehören weltweit zu den wichtigsten altersbedingten Gesundheitsproblemen. Veränderungen des Lebensstils wie soziale Interaktionen und körperliche Aktivität - selbst wenn sie spät im Leben beginnen - sind vorteilhaft für die Aufrechterhaltung der Kognition und das gesunde Altern. Die Rolle des Darmmikrobioms bei der Modulation der Gehirnfunktion ist derzeit von großem Interesse. Das Darmmikrobiom reagiert auf Umwelteinflüsse und erzeugt als Ergebnis zahlreiche Metabolite, die für die Wirts-Physiologie wichtig sind. Um die Rolle des Darmmikrobioms in der Verbesserung kognitiver Funktionen basierend auf einer Änderung des Lebensstils besser zu verstehen, haben wir kürzlich ein Projekt eingereicht (BA 2863 / 8-1, FR 1264 / 4-1 und KA 3541 / 6-1). Omics-Technologien (Sequenzierung des Transkriptoms, des Metagenoms und der 16S-rRNA) werden zur Analyse von Mäusen unterschiedlichen Alters und nach kognitions-modulierenden Interventionen eingesetzt, um ein in silico Multiskalenmodell der Mikrobiom-Darm-Gehirn-Kommunikation zu rekonstruieren. Aktuelle Publikationen, auch von den Antragsstellern, haben gezeigt, dass Altern mit ausgeprägten Veränderungen der DNA-Methylierung verbunden ist und dass das Mikrobiom diese epigenetischen Mechanismus stark beeinflusst. Daher beabsichtigen wir in diesem Projekt unseren Datensatz mit Informationen zum Methylom in Kolon- und Gehirnproben zu ergänzen. Ein Teil der Gehirnproben wird einer zelltypspezifischen Analyse unterzogen werden. Diese epigenomischen Daten werden unser Multiskalenmodell erweitern und vervollständigen, so dass es möglich sein wird, Interaktionen zwischen Mikrobiom und Gehirn im Verlauf des Alterns und seinen Einfluss auf die kognitive Funktion zu untersuchen. Damit wird unser Modell in Zukunft als essentielle Grundlage für das rationale Design von mikrobiombasierten Therapien dienen, um Alterungserkrankungen entgegenzuwirken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. John F. Baines