Identifizierung von therapeutischen Zielen im Mikrobiom-Wirt-Interaktom, die zur Gewichtsreduktion und Verbesserung von Adipositas assoziierten metabolischen Erkrankungen nach bariatrischer Chirurgie beitragen

• Antragstellerin: Dr. Rima Chakaroun
• Fachliche Zuordnung: Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462524713

Das Darmmikrobiom hat sich als diagnostischer, prognostischer und therapeutischer Schlüsselregulator herausgestellt, der Risikofaktoren im Zusammenhang mit Adipositas, metabolischem Syndrom, T2D und Herz-Kreislauf-Erkrankungen vermittelt. Die bariatrische Chirurgie ist die wirksamste Behandlung von kardiometabolischen Erkrankungen bei Adipositas. Darüber hinaus hat die Erforschung der Mechanismen, die die zum Gewichtsverlust und Verbesserung des Glukose- und Lipidstoffwechsels nach bariatrischer Chirurgie beitragen, zu einer Vielzahl nicht-invasiver Behandlungsmöglichkeiten geführt.Weitere anwendbare Ziele wie die Änderung des Darmmikrobioms nach einer bariatrischen Operation sind noch nicht vollständig charakterisiert, so dass ihr therapeutisches Potenzial noch nicht ausgeschöpft ist. Während meines Forschungsaufenthaltes im 'Wallenberg Laboratory for Cardiovascular and Metabolic Research' in Göteborg, Schweden, möchte ich relevante Mikrobiom- und Metabolomziele an der Schnittstelle der Darm-Mikrobiom-Wirt-Kommunikation erforschen, indem ich Bakterienspezies, funktionelle bakterielle Module und Metaboliten im Zusammenhang mit Linderung von kardiometabolischen Erkrankungen durch bariatrische Chirurgie untersuche. Das Projekt besteht aus einem explorativen Ansatz, um metabolische "Antwortmustern" auf die Intervention und hiermit assoziierte Mikrobiom- und Metabolom-Kenngrößen zu identifizieren. Dabei werden Multisystemanalysen in Ziel 1 verwendet und in vitro und in vivo Validierungsmethoden in Ziel 2 durchgeführt. In einem ersten Schritt werde ich das metabolische Kohlenhydrat- und Aminosäuren-Fermentationspotential von Stuhlproben aus Probanden mit relevanten Phänotypen in vitro untersuchen, indem ich das im verfügbare etablierte SHIRM-System verwende, um zu validieren, ob Veränderungen im Wirt tatsächlich von den funktionellen Änderungen des Darmmikrobioms herrühren könnten. Dafür werde ich in der Lage sein, die Darmbedingungen und deren Modifikationen, die durch die bariatrische Chirurgie hervorgerufen werden, mit diesem flexiblen System nachzubilden. Ich werde dann einen in silico Ansatz verwenden, um nach relevanten Bakterienkonsortien oder einzelnen Bakterien zu suchen, die die beobachteten Stoffwechselverschiebungen antreiben, um anschließend in vivo überprüfen, ob die funktionelle und kompositorische Verschiebung des Mikrobioms für den Phänotyp notwendig und ausreichend sind.Die Ergebnisse von Ziel 1 und das erlernte Fachwissen aus der Durchführung der Methoden aus Ziel 2 zur Validierung von à-priori-Kenntnissen, werden es ermöglichen, eine Vielzahl ausnutzbarer Ziele und mögliche Mechanismen zu definieren, die in klinische Studien und translationale Pipelines in personalisierte Stoffwechselmedizin umgesetzt werden können jenseits des Horizonts des geplanten Forschungsaufenthalts.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Schweden
• Gastgeber: Professor Fredrik Bäckhed, Ph.D.