Einfluss des menschlichen Mikrobioms auf Krankheitsrisiken in der Bevölkerung (SHIP) und in Krankheitskohorten

• Antragsteller: Professor Dr. Lars Kaderali
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie ; Medizininformatik und medizinische Bioinformatik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458957273

Der menschliche Wirt und seine ortsspezifischen Mikrobiome weisen komplexe Interaktionen auf. Mikrobiome unterscheiden sich deutlich zwischen verschiedenen Körpernischen, sind bei gesunden Personen über die Zeit jedoch recht stabil obwohl mikrobielle Translokation zwischen verschiedenen Nischen auftreten kann. Wenn eine mikrobielle Dysbiose auftritt, kann dies lokale und systemische Wirtsreaktionen auslösen. Dies ist das zentrale Thema dieses Projekts, das darauf abzielt zu verstehen, wie das Mikrobiom und sein Wirt interagieren und wie sich die mikrobielle Dysbiose auf den Wirt auswirkt. Unsere zentrale Hypothese ist, dass Dysbiose chronische, geringgradige, systemische Entzündungen und eine erhöhte Reaktivität der Immunzellen auslöst, was letztlich zu verschiedensten Krankheiten führen kann.Um Licht in diese Prozesse zu bringen, werden wir eine einzigartige in Greifswald verfügbare Ressource nutzen: die bevölkerungsbezogene Study of Health in Pomerania (SHIP). Die große Sammlung von Biomaterialien, die in der SHIP-Biobank zur Verfügung steht, ermöglicht es uns, Mikrobiome an verschiedenen Körperstellen zu analysieren, zu untersuchen wie sie sich im Laufe der Zeit verändern und miteinander und mit ihrem Wirt kommunizieren, und dies mit bereits verfügbaren umfangreichen klinischen und molekularen Daten für die SHIP-Teilnehmer zu verknüpfen. Dies ermöglicht es uns und anderen Forschern, die Zugang zu den SHIP-Daten beantragen können, Risikofaktoren, subklinische Störungen und ihre komplexen Assoziationen mit dem Mikrobiom zu analysieren. Darüber hinaus werden wir eine chronische Pankreatitis-Kohorte einbeziehen, um die pathogenen Eigenschaften des Mikrobioms aufzuklären, indem wir Mikrobiome und klinische Phänotypen in der allgemeinen Bevölkerung und in Patienten vergleichen.Durch integrative Analyse der Metagenomdaten in diesen Kohorten mit funktionellen, phänotypischen und klinischen Parametern wollen wir unser Verständnis darüber verbessern, wie das menschliche Mikrobiom das Risiko endogener Infektionen und den Grad systemischer Entzündung beeinflusst. Wir werden uns auf drei übergreifende Ziele konzentrieren: i) Mikrobiome in verschiedenen Nischen des Körpers (Nase, Zunge, Zahntaschen, Haut und Stuhl) zu untersuchen, ihre Stabilität zu bestimmen und nach Hinweisen auf einen Transfer von Spezies zwischen Nischen zu suchen. ii) Aufklärung der funktionellen Konsequenzen der Mikrobiomzusammensetzung und ihrer Veränderungen durch integrative Analyse dieser Daten mit funktionellen Daten wie dem Stuhlmetabolom und Metaproteom. iii) Analyse der Immunantwort durch Messung spezifischer Antikörper, Plasmaproteom- und Zytokinmuster und deren Beziehung zum Mikrobiom. Um diese Ziele zu erreichen, haben wir Forschungshypothesen formuliert, die unser wissenschaftliches Programm leiten werden, aber werden auch fortgeschrittene Algorithmen des maschinellen Lernens und der Mustererkennung einsetzen, um mit datengetriebenen Ansätzen neue Wege zu beschreiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professorin Dr. Barbara Bröker; Privatdozentin Dr. Birte Holtfreter; Professor Dr. Thomas Kocher; Professor Dr. Markus M. Lerch; Professor Dr. Stefan Simm; Professor Dr. Uwe Völker