Einfluss der Mikrobiota auf Darmdendritische Zellen und ihre Auswirkungen auf entzündliche Darmerkrankungen

• Antragstellerin: Lis Noelia Velasquez, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546219389

Intestinale dendritische Zellen (DZ) spielen eine essentielle Rolle bei der Steuerung des sensiblen Gleichgewichts zwischen entzündungshemmenden und entzündungsfördernden Reaktionen im Gastrointestinaltrakt. Neben der Interaktion mit dem vorliegenden, komplexen mikrobiellen Millieu, sind diese Zellen gleichzeitig verantwortlich die Differenzierung von T-Zellen anzuregen und zu modulieren. Bisher war die Erforschung der intestinalen DZ durch ihre begrenzte Anzahl und phänotypische Überschneidungen mit anderen myeloischen Zellen erschwert. Fortschritte in der Einzelsequenziertechnologie, insbesondere bei der Analyse von Darmläsionen bei Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED), haben hierzu wertvolle Erkenntnisse geliefert. Dennoch ist die Rolle des lokalen gastrointestinalen Millieus, besonders das des Mikrobioms, auf die funktionellen und phänotypischen Eigenschaften der darmresidenten DZ noch nicht vollständig verstanden. Darüber hinaus bleiben die Auslöser, die pro- oder antiinflammatorische Reaktionen fördern, bisher unklar. Die Haupthypothese dieses Projekts lautet daher, dass die intestinalen Mikrobiota eine der Hauptfaktoren sind, die den Phänotyp und die Funktion der intestinalen DZ bestimmen. Vorläufige Daten deuten darauf hin, dass das intestinale Mikrobiom den Schweregrad der Kolitis beeinflusst und das Transkriptom der gastrointestinalen DZ beeinflussen kann. Darüber hinaus induzierten unterschiedliche Mikrobiota-Zusammensetzungen die Hochregulierung von CED-Risiko-Loci in DZ im distalen Dickdarm auf unterschiedliche Weise. Die Mechanismen, die diesen Effekt vermitteln, und seine Auswirkungen auf die intestinale Homöostase und Krankheit sind jedoch noch unklar. Die übergreifenden Ziele dieses Projekts sind daher: 1) Untersuchung des DZ-Phänotyps im distalen Dickdarm unter homöostatischen Bedingungen bei Mäusen mit vordefinierter Mikrobiota-Zusammensetzung; 2) Bewertung der Veränderungen des DZ-Phänotyps im distalen Kolon während einer Darmentzündung bei Mäusen mit vordefinierter Mikrobiota-Zusammensetzung; 3) Untersuchung der Auswirkungen der von CED-Patienten stammenden Mikrobiota auf DZ im distalen Kolon. Um die Wechselwirkung zwischen der Mikrobiota und DZ in der Homöostase sowie unter inflamatorischen Bedingungen analysieren zu können, sollen umfassende Transkriptom-, Metabolom- und Proteomanalyse erfolgen. Diese umfassen die intestinalen DZ, das Kolongewebe, sowie das dort vorliegende Mikrobiom. Zusätzlich wird die Interaktion von DZ mit anderen intestinalen Zelltypen, insbesondere mit T-Zellen, anhand eines neuen, in unserem Labor entwickelten Mausmodells, der CD11c-Cherry-Labeling-Maus, untersucht. Um die Ergebnisse auf den Menschen zu übertragen, werden CED-Patientenproben mittels Einzelzellsequenzierung in Kombination mit Metabolomik und 16s rRNA-Sequenzierung der Mikrobiota analysiert. Schließlich wird die Gültigkeit der Ergebnisse anhand von patientenspezifischen gnotobiotischen Mäusen bewertet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen