Plattform zur automatisierten Isolierung und Charakterisierung von anaeroben Bakterien

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445552570

Die komplexen Populationen an Mikroorganismen (sogenannte Mikrobiome) im Darm und anderen Organen des Menschen spielen eine wichtige Rolle für die Gesundheit. Sie wurden jedoch auch in Zusammenhang mit chronischen Krankheiten, wie Stoffwechsel- oder entzündliche Erkrankungen, gebracht. Daher ist es sehr wichtig, die Vielfalt und Funktionen von Darmbakterien zu untersuchen. Eine große Herausforderung dabei ist, dass sehr viele davon unbekannt sind. Kultivierung ist deshalb sehr hilfreich, da sie es ermöglicht, neue Arten zu beschreiben und anschließend experimentelle Studien durchzuführen (z.B. gezielte Kolonisierungsversuchen). Jedoch sind Kultivierungsprozessen kompliziert, da viele Mikroben im Darm und andere Ökosysteme ein anaerobes Umfeld benötigen. Anaerobe Techniken stammen aus den 1960er Jahren und trotz einiger Weiterentwicklungen seitdem besteht ein dringender Bedarf, neue Methoden zu entwickeln. Die beantragte Plattform beschäftigt sich mit dieser Problematik. Ziel ist einen innovativen umfangreichen Workflow für die Isolierung, Kultivierung, Identifizierung, Charakterisierung und Lagerung von anaeroben Bakterien mit hohem Durchsatz bzw. Auflösung umzusetzen. Die Plattform basiert auf Einzelzellensortierung und automatisierten Umgang mit Kulturen. In diesem Antrag ist das Darmmikrobiom das Hauptziel; die Plattform kann in Zukunft aber auch auf andere Ökosysteme angewendet werden. Trotz der heutigen Renaissance von Kultivierungsarbeiten und des entsprechenden Interesses vieler Arbeitsgruppen an die Isolierung von Darmbakterien ist die Plattform einzigartig und stützt sich auf jahrelange Erfahrung in anaerober Kultivierung in unserem Labor. Wichtig zu betonen ist die einzigartige Möglichkeit dieser Plattform, individualisierte Sammlungen an Bakterien in einer bisher nicht durchführbaren Zeitspanne und Tiefe erstellen zu können. Dies eröffnet zahlreiche Gelegenheiten für innovative Forschung in der mikrobielle Ökologie und Biomedizin und dient mehreren DFG-finanzierten Forschungskonsortien an der Heimatinstitution (CRC1382 „Darm-Leber-Achse“; SFB/TRR219 „Kardiovaskuläre Komplikationen bei chronischer Niereninsuffizienz“; KFO334 „Myeloproliferative Neoplasien“) und andere nationale Initiativen (z.B. CRC1371 „Mikrobiom-Signaturen“).

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Plattform zur automatisierten Isolierung und Charakterisierung von anaeroben Bakterien
• Gerätegruppe: 1060 Dilutoren, Pipettiergeräte, Probennehmer
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Leiter: Professor Dr. Thomas Clavel