Entschlüsselung der intestinalen Pathophysiologie der Cryptosporidium-Infektion in einem neonatalen Mausmodel: Ein Multi-Omics-Ansatz

• Antragsteller: Professor Dr. Philipp Olias
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 572436598

Dieses Forschungsprojekt widmet sich der Entschlüsselung der Cryptosporidiose, einer schweren Durchfallerkrankung bei Kindern, die durch mikroskopisch kleine Cryptosporidium-Parasiten verursacht wird. Trotz mehr als 120.000 Todesfällen bei Kindern im globalen Süden sind die molekularen Mechanismen, die zu den medizinischen Problemen im Darm der jungen Patienten führen, kaum verstanden. Mit Hilfe modernster Technologien wie Einzelzell-RNA-Sequenzierung, Spatial Transcriptomics und digitaler Pathologie untersuchen wir die zellulären Veränderungen im Dünndarm neonataler Mäuse als Infektionsmodell für den Menschen. Unser Ziel ist es, die mikroskopische Welt des infizierten Darms zu verstehen, indem wir neueste Technologien einsetzen, die uns bei dieser Forschung unterstützen. Gleichzeitig untersuchen wir spezifische Proteine, die der Parasit in die Wirtszelle abgibt und die wir durch gezielte Proteomik identifizieren. Diese Proteine fungieren vermutlich als winzige Schlüssel, mit denen der Parasit die Darmzellen manipuliert. Unsere Hauptziele sind 1.) Mittels Einzelzell-Analytik zu untersuchen, wann und wo sich die Genexpression der Wirtszellen während einer Cryptosporidium-Infektion ändert, vergleichbar mit einem Zeitraffer-Video der Darmantwort. 2.) Verifizierung und Charakterisierung eines sekretierten Cryptosporidium-Proteins und Identifizierung seiner Interaktion mit Wirtsproteinen, um die Werkzeuge des Parasiten zu verstehen. 3.) Verständnis, wie das identifizierte Cryptosporidium-Protein die Genexpression im Wirt und die Darmgesundheit beeinflusst. Dies ist von entscheidender Bedeutung, um zu verstehen, wie die Werkzeuge des Parasiten Schaden anrichten, und um Strategien zu entwickeln, sie zu stoppen. Der erfolgreiche Abschluss dieses Forschungsprojekts wird unser Verständnis der Cryptosporidiose verbessern und eine solide Grundlage für gezieltere Maßnahmen wie Behandlung und Prävention schaffen. Die Integration fortschrittlichster Technologien und künstlicher Intelligenz in die morphologische Analyse der Krankheit ist vergleichbar mit dem Übergang von einem unscharfen Foto zu einem hochauflösenden Bild, das einen klareren Blick auf das Geschehen im Darm ermöglicht. Die Identifizierung von Schlüsselproteinen des Parasiten, die die Genexpression des Wirts beeinflussen, könnte einen Durchbruch im Verständnis dieser Durchfallerkrankung bedeuten, ähnlich der Suche nach einem entscheidenden Puzzleteil, das hilft, das Bild zu vervollständigen. Der detaillierte Atlas des infizierten Dünndarms, der im Rahmen dieser Studie erstellt werden soll, wird eine wertvolle Ressource für die zukünftige Forschung sein und anderen Forschungsgruppen einen Fahrplan für die Untersuchung der komplizierten Wechselwirkungen zwischen Parasit und Wirt liefern. Diese Ergebnisse haben das Potenzial, die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Forschungsdisziplinen zu fördern und zur Entwicklung dringend benötigten Maßnahmen gegen diese Krankheit beizutragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen