Der Einfluss des oralen Mikrobioms auf die Entstehung und Entwicklung von Magen-Darm-Erkrankungen

• Antragstellerin: Dr. Melanie Schirmer
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften ; Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Gastroenterologie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426120468

Der menschliche Körper besteht aus genauso vielen Mikroorganismen, das sogenannte Mikrobiom, wie menschlichen Zellen. Die meisten dieser Organismen leben im Darm. Dort beeinflussen sie wichtige Funktionen wie z. B. das Immunsystem, verschiedene Stoffwechselprozesse und die Regulation von Entzündungsvorgängen. Ein Ungleichgewicht des Darmmikrobioms steht in Zusammenhang mit vielen Magen-Darm-Erkrankungen, wobei in den meisten Fällen eine Reduzierung der Mikrobenvielfalt vorliegt und bestimmte Organismen über- oder unterrepräsentiert sind. Der genaue Zusammenhang zwischen diesen Veränderungen und chronischen Entzündungen des Verdauungssystems sind jedoch weitgehend unbekannt. Die bisherige Forschung hat sich größtenteils mit der taxonomischen Zusammensetzung des Mikrobioms und der Identifizierung von bakteriellen Spezies beschäftigt, die von diesen Veränderungen betroffen sind. Stämme derselben Spezies können jedoch erhebliche funktionale Unterschiede aufweisen. Daher ist es wichtig die stamm-spezifischen funktionalen Kapazitäten des Mikrobioms, sowie deren Stoffwechselprodukte zu untersuchen, um bessere Ansätze zur Behandlung und Prävention dieser Krankheiten zu entwickeln.Wir werden diese Fragen im Zusammenhang mit Bakterien aus der Mundhöhle und ihrer Bedeutung für Magen-Darm-Erkrankungen untersuchen. Während orale Bakterien selten den gesunden Darm besiedeln, wurden sie im Darm von Patienten/-innen mit verschiedenen Erkrankungen vorgefunden, wie z. B. chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (Inflammatory Bowel Diseases - IBD), Helicobacter pylori Infektionen, Darmkrebs und Leberzirrhose. Bei IBD ist eine bemerkenswerte Zunahme von oralen Mikroben im Darm mit dem Schweregrad der Erkrankung, dem Erfordernis einer Kolektomie und dem Behandlungserfolg verbunden. Welche Rolle orale Bakterien in IBD spielen und warum sie sich im Darm von IBD Patienten/-innen ansiedeln können, ist jedoch derzeit unbekannt. Um die zugrundeliegenden Ursachen zu identifizieren, werden wir stammspezifische Unterschiede der oralen Bakterien und Darmbakterien in IBD und H. pylori Infektionen untersuchen, ihre Genexpression und Stoffwechselaktivität vergleichen, krankheitsassoziierte Stoffwechselprodukte identifizieren sowie ihr Entzündungspotenzial untersuchen. Des Weiteren werden wir die Auswirkungen von Antibiotika und Protonenpumpen-Inhibitoren auf bakterielle Translokation untersuchen.Meine Forschung wird entscheidende Einblicke in die Rolle oraler mikrobieller Stämme für die Entstehung und Entwicklung von Magen-Darm-Erkrankungen liefern und grundlegende Erkenntnisse über die Funktionalität des Mikrobioms in IBD und H. pylori Infektionen liefern. Im Gegensatz zum menschlichen Genom, lässt sich das Mikrobiom verändern. Mein Ziel ist es, dieses Wissen letztendlich zur Diagnose, Behandlung und Vorbeugung von Krankheiten zu nutzen und das Gleichgewicht zwischen dem Darmmikrobiom und dem menschlichen Immunsystem wiederherzustellen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen