Nachwuchsgruppe Mikrobiota-Wirt-Interaktion (MWI)

Leitung: Dr. Gunnar Loh

Die Nachwuchsgruppe Mikrobiota-Wirt-Interaktionen wurde im Juli 2006 etabliert. Sie untersucht die Rolle von Darm bakte -rien bei der Entstehung und Verhütung chronisch-entzündlicher Darmerkran kun -gen (CED). Darüber hinaus sucht sie nach Wirtsfaktoren, die einen entscheidenden Einfluss auf die Zusammen set zung der intestinalen Mikrobiota ausüben.

Projekte

Entwicklung einer individuellen intestinalen Mikrobiota
Frances Brodziak

Wirtsspezifische Faktoren tragen dazu bei, dass die intestinale Mikrobiota des Menschen individuell zusammengesetzt ist. Daher vermuteten wir, dass bestimmte Komponenten des Immunsystems, die Toll like-Rezeptoren TLR2 und TLR4, für die Zusammensetzung der Mikrobiota eine wichtige Rolle spielen. Diese Rezeptoren erkennen Bestandteile Gram-positiver (TLR2) bzw. Gram-negatier Bakterien (TLR4) und lösen daraufhin eine Antwort des angeborenen Immunsystems aus. Immunreaktionen könnten dazu führen, dass sich die erkannten Bakterien nicht dauerhaft im Darm ansie-deln. Nach der Assoziation keimfreier, TLR2/4-defizienter Mäuse mit der intestinalen Mikrobiota einer einzelnen konventionellen Maus konnten wir im Vergleich zu entsprechenden Wildtyp-Kontrolltieren jedoch keine Unterschiede in der Zusammensetzung der Mikrobiota feststellen. Dagegen stellten wir bei Tieren verschiedener Inzuchtstämme unterschiedliche Besiedlungsmuster fest. Wir schließen daraus, dass andere Wirtsfaktoren als TLR2 und TLR4 einen Einfluss auf die mikrobielle Besiedlung des Darms ausüben. Um solche Faktoren zu identifizieren, untersuchen wir gegenwärtig die Gen- und Proteinexpression in der Darmwand von Mäusen mit unterschiedlicher bakterieller Besiedlung.

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen
Steffen Wohlgemuth

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED) sind mit einem hohen Leidensdruck verbunden und erhöhen zudem das Risiko, an Darmkrebs zu erkranken. Gestörte Interaktionen zwischen dem Immunsystem des Wirtes und der intestinalen Mikrobiota tragen zur Entstehung der CED bei, die dabei beteiligten Mechanismen sind jedoch nicht ausreichend geklärt. In einem Mausmodell für chronische Colitis (Interleukin-10-defiziente Mäuse, IL-10–/–) beobachteten wir im Vergleich zu den gesunden Kontrolltieren des Wildtyps eine stark reduzierte Diversität der intestinalen Mikrobiota. Die reduzierte Diversität war mit einer deutlichen Zellzahlerhöhung von Escherichia coli verbunden (Abb. 1). Dabei repräsentierte ein einzelner E. coli-Stamm, welcher mit einer großen Zahl an Virulenzgenen ausgestattet ist, die gesamte E. coli-Population. Durch Assoziation keimfreier Tiere mit verschiedenen E. coli-Stämmen wiesen wir nach, dass dieser Stamm besonders gut an den Darm adaptiert ist. Gegenwärtig untersuchen wir die Rolle der nachgewiesenen Virulenzgene bei der Kolonisierung des Darms und vor allem bei der Entstehung von chronischen Darmentzündungen.