Personalisierte Wirkung von Antibiotika auf das Darmmikrobiom mittels Hoch-Durchsatz Kultivierung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Thomas Clavel; Professorin Dr. Lisa Maier
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513892404

Antibiotika sind für die Bekämpfung von Infektionen unerlässlich. Sie wirken sich jedoch auch auf kommensale Darmbakterien aus, was langfristige Folgen für die Physiologie des Wirtes hat. Daher ist es wichtig, die Nebeneffekte von Antibiotika auf das Darmmikrobiom zu untersuchen. Im Rahmen von BioIMPACT werden wir die Hypothese testen, dass evolutionäre Veränderungen in Bakterien aus dem menschlichen Darm aufgrund einer Antibiotikabehandlung die Ökosystemfunktionen personalisiert beeinflussen. Dazu werden wir antibiotikabedingte Veränderungen im Mikrobiom auf Stammebene mittels anaerober Kultivierung und Sequenzierung untersuchen. Mit Hilfe unseres kombinierten Fachwissens in den Bereichen High-End-Kultivierungsverfahren, (Meta-)Genomik und Gnotobiologie werden wir die folgenden vier Arbeitspakete bearbeiten: (i) antibiotische Intervention in humanisierten Mäusen zur Untersuchung der metabolom- und sequenzbasierten Ökosystemdynamik unter kontrollierten Bedingungen; (ii) Aufbau personalisierter Stammsammlungen kultivierter Bakterien und deren Genomen; (iii) Phänotypisierung von Arzneimittel-Bakterien-Interaktionen und funktionelles Design synthetischer Gemeinschaften; (iv) Proof-of-Concept-Funktionsstudien in gnotobiotischen Mäusen, um die Auswirkungen der Stammvariabilität auf das Metabolom und die Anfälligkeit des Ökosystems gegenüber Antibiotika zu testen. Neben diesem Hauptziel wird das Projekt auch zahlreiche Daten über die Vielfalt und die Funktionen kultivierter Bakterien liefern. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, wenn man bedenkt, dass die Erforschung des Darmmikrobioms durch die Tatsache behindert wird, dass viele Mikroben und ihre Funktionen noch unbekannt sind. Darüber hinaus ist bekannt, dass die Darmmikrobiota Individuen-spezifisch ist, was in bisherigen experimentellen Mikrobiommodellen nicht widergespiegelt ist, jedoch im Rahmen von BioIMPACT zum ersten Mal systematisch untersucht werden soll. Zusammenfassend wird dieses Projekt neue Einblicke in die Ökologie und den kultivierten Anteil des humanen Darmmikrobioms liefern und neue Konzepte für personalisierte mikrobiombasierte Anwendungen testen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen