Systematische Identifizierung der Phagen-Wirt-Interaktionen im Atemwegsmikrobiom und seine Rolle bei Asthma

• Antragstellerin: Professorin Dr. Li Deng
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie ; Klinische Immunologie und Allergologie ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514085143

Asthma ist eine komplexe Atemwegserkrankung, bei der genetische Faktoren mit Umwelteinflüssen und mikrobiellen Stimuli wie Viren und Bakterien zusammenwirken. Während eine Dysbiose des Mikrobioms der Atemwege mit einem Übergewicht an Proteobakterien mit der Entwicklung und Verschlimmerung von Asthma in Verbindung gebracht wird, hat sich gezeigt, dass eine landwirtschaftliche Umgebung vor einer Besiedlung der Atemwege mit z. B. Moraxella und Asthma schützt. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch nach wie vor unklar. Phagengemeinschaften (Phageom) erweisen sich als fundamentale Triebkräfte, die mikrobielle Populationen und Prozesse, die über die Sterblichkeit von Mikroben und den horizontalen Gentransfer hinausgehen, in Bezug auf viele Endpunkte, einschließlich Allergie, sowie in Mikroumgebungen wie der Schleimhaut tiefgreifend beeinflussen. Wir stellen die Hypothese auf, dass Phagen die Dysbiose in den Atemwegen beeinflussen und dadurch in unterschiedlichem Maße zum Asthmarisiko in landwirtschaftlichen und nicht landwirtschaftlichen Umgebungen beitragen. Unser Hauptziel ist es, ein systematisches Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Phageom und Mikrobiom in den Atemwegen und ihrer Auswirkungen auf Asthma zu entwickeln. Wir wollen die Rolle des Phagenoms der oberen Atemwege in Asthma-schützenden Umgebungen charakterisieren (Ziel1), die Rolle der Phagen-Wirt-Interaktionen in den oberen Atemwegen von Asthma-schützenden Umgebungen definieren (Ziel2) und die molekularen Mechanismen entschlüsseln, mit denen Phagen die bakteriellen Gemeinschaften der oberen Atemwege regulieren, sowie deren Bedeutung für die Asthma-Prävention (Ziel3). Wenn sich unsere Hypothese bestätigen lässt, könnte aufgrund der hohen Wirtsspezifität der Phagen eine neuartige gezielte Asthmatherapie entwickelt werden, die auf einem präzise konzipierten Phagenom basiert, das speziell auf die mit Asthma assoziierte Mikrobiota-Dysbiose abzielt. Wir werden dieses Ziel erreichen, indem wir i) unsere jüngsten Fortschritte in der kultivierungsunabhängigen, aber wirtsspezifischen Einzelphagentechnologie nutzen, die es uns ermöglicht, ein zielgerichtetes Phageom eines Bakteriums zu erstellen; und ii) eine einzigartige multizentrische Kohorte PASTURE, aus der 1.133 Kinder rekrutiert wurden (die Hälfte sind Bauernhofkinder), mit umfassender klinischer Charakterisierung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen