Verbund

NEURON-Verbund NeuroINF

Eine Reihe von Entwicklungsstörungen, wie etwa Erkrankungen aus dem Autismus-Spektrum, steht in Zusammenhang mit entzündlichen Prozessen im Gehirn. Neuere Befunde deuten darauf hin, dass eine „Darm-Hirn-Achse“ besteht, über die Darmbakterien Entzündungen im Gehirn beeinflussen können. Der Forschungsverbund „µNeuroIFN“ knüpft an diese Ergebnisse an und untersucht, ob Darmbakterien auf diese Weise auch Einfluss auf den Verlauf neurologischer Entwicklungsstörungen nehmen. Die Forscherinnen und Forscher des Verbunds fokussieren ihre Arbeit auf die Charakterisierung der Darmbakterien und ihrer Stoffwechselprodukte in verschiedenen Mausmodellen. Ziel ist es, diejenigen Substanzen zu identifizieren, die vom Darm aufgenommen werden, anschließend über die Blutbahn ins Gehirn gelangen und dort entzündungsfördernd wirken. Die Ergebnisse dieser Arbeiten können dazu betragen, Biomarker zu identifizieren und neue therapeutische Strategien zu entwickeln. Der Verbund ist Teil des transnationalen ERA-NET NEURON und umfasst eine Arbeitsgruppe aus Deutschland sowie jeweils eine Gruppe aus England, Frankreich und Spanien. Der deutsche Partner trägt durch die quantitative Analyse mikrobieller Proteine zur Erreichung der Projektziele bei.

Teilprojekte

Abgeschlossen

Das Darm-Mikrobiom bei neuronalen Entzündungsprozessen und neuronalen Entwicklungsstörungen

Förderkennzeichen: 01EW1505
Gesamte Fördersumme: 192.000 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2018
Projektleitung: Prof. Dr. Boris Macek
Adresse: Eberhard Karls Universität Tübingen, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Interfakultäres Institut für Zellbiologie, Proteom Centrum
Auf der Morgenstelle 15
72076 Tübingen

Das Darm-Mikrobiom bei neuronalen Entzündungsprozessen und neuronalen Entwicklungsstörungen

Die Initiative uNeuroINF ist ein innovatives, fachgebietsübergreifendes Projekt, das sich mit dem Einfluss der Darmbakterien auf neuronale Entzündungsprozesse befasst. Ziel dieses Projektes ist es, die Funktion des Darm-Mikrobioms bei neuronalen Entwicklungsstörungen (NDDs) hinsichtlich Neuroinflammation (NI), Metabolismus und Verhalten anhand dreier Mausmodelle für die NDDs Down Syndrom (DS), Fragile-X-Syndrom (FXS) und Autismus-Spektrum-Störung (ASS) zu untersuchen. Um die grundlegenden Kommunikationsmechanismen aufzudecken, wie Darmmikroben Neuroinflammation beeinflussen, wird folgender Arbeitsplan verfolgt: 1) Identifikation der Bakterien in der Darmflora, sowie deren mit einer Immunaktivierung in NDD Modellen assoziierten Gene, Proteine und Metabolite (MAMs). Um neue, mit NI und NDD Phänotypen assoziierten, bakterielle Metaboliten zu identifizieren, werden Metagenom- und Metaproteomanalysen der Stuhlproben durchgeführt. Desweiteren werden anhand der drei Mausmodelle die Metaboliten analysiert und deren Einfluss auf Neuroinflammation und auffällige Verhaltensmuster untersucht. 2) Suche nach pharmakologischen und immunomodulatorischen Eigenschaften von potenziellen MAMs. Nachdem potenzielle NI und NDD assoziierte MAMs identifiziert wurden, werden deren kausale Rolle in der Modulation des Immunstatus im Gehirn untersucht. Dazu werden die MAM-Kandidaten gegen pharmokologische Targets wie zum Beispiel G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) und Proteinkinase abgeglichen (Screen) und untersucht, ob diese mikrogliäre und astrozytische Sekretion von Zytokinen regulieren. 3) In vivo-Nachweis der Induktion von Neuroimflammation und Verhaltenveränderungen in NDD durch MAMs. Um den funktionellen Einfluss der MAMs zu validieren, werden Wildtyp-Mäuse mit MAMs behandelt und anschließend untersucht, ob die neuroinflammatorische Antwort auf Verwundungen (Aktivierung von Gliazellen) und Verhalten (motorisch, kognitiv) durch MAMs moduliert wird.