TI-1: Das Mikrobiom als ein Modifikator bei immunmodulatorischen Therapien

Koordinatoren: J. Baines (CAU, MPI), P. Rosenstiel (CAU), C. Sadik (UzL)

In TI-1 untersuchen die Mitglieder systematisch ob und wie das Mikrobiom, also die Gesamtheit der beispielsweise Haut oder Darm besiedelnden Mikroorganismen, die individuellen Ergebnisse der Therapie bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen beeinflusst. Dies wird am Beispiel der chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED) und des bullösen Pemphigoids (BP) erforscht. Die Ergebnisse könnten dabei helfen personalisierte Behandlungsempfehlungen zu geben und mikrobiombasierte Therapien zu entwickeln, um die Behandlung von chronisch-entzündlichen Erkrankungen zu optimieren.

Worauf baut die Arbeit des Forschungsbereichs auf?

In den letzten Jahren haben immer mehr Forschungsarbeiten Beweise dafür geliefert, dass am Ort der Entzündung bei allen chronisch-entzündlichen Barriere-Erkrankungen (CIBD) das Mikrobiom aus dem Gleichgewicht geraten ist. Bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) wurde das Phänomen zunächst auf die direkte Wirkung einer lokalen Entzündung zurückgeführt, die zu einer groben Veränderung der Eigenschaften der Darmschleimhaut führt. Jüngste Erkenntnisse haben jedoch gezeigt, dass das Darmmikrobiom tatsächlich bei vielen CIBDs, einschließlich rheumatoider Arthritis und sogar Hautkrankheiten, gestört ist. Es bleibt unklar, ob diese Störung durch das überaktivierte Zytokinnetzwerk des Wirts entsteht, das das Darmmikrobiom aktiv formt, oder bereits vor der Primärkrankheit vorhanden war und die Betroffenen für diese Erkrankung anfälliger macht. Nichtsdestotrotz wurde in neueren Studien zur Krebstherapie gezeigt, dass in diesen Fällen das Mikrobiom dabei helfen kann individuelles Therapieansprechen vorherzusagen oder zu begründen. Die Wirksamkeit des immunmodulatorischen Antikrebsmittels Cyclophosphamid hängt von der Zusammensetzung der Darmmikrobiota und ihrer Erkennung durch den angeborenen Immunrezeptor NOD2 ab.  Andere Studien haben gezeigt, dass Patient*innen, die sich einer anti-PD-1-Immuntherapie zur Behandlung von Melanomen unterziehen, anhand ihres Darmmikrobioms leicht in Responder und Non-Responder eingeteilt werden können, und haben den kausalen Beitrag zur Therapieantwort durch fäkale Mikrobiotentransplantation (FMT) in keimfreie Mäuse nachgewiesen. Die Beteiligten in TI-1 vermuten, dass das Mikrobiom des Darms (und der Haut) das individuelle Ansprechen auf gezielte Therapien auch bei CIBD beeinflusst.

Was sind die Forschungsziele?

Das Forschungsgebit TI-1 verfolgt die folgenden spezifischen Ziele:

  • Durchführung von Multi-Omics-Profiling des Mikrobioms im Verlauf der Behandlung von CED- und BP-Krankheiten.
  • Identifizierung von taxonomischen und funktionellen metagenomischen Indikatoren von Respondern vs. Non-Respondern für individuelle Behandlungen.
  • Validierung der Auswirkungen von Indikatoren für Responder vs. Non-Responder in präklinischen Studien mit humanisierten gnotobiotische Mausmodelle.
  • Entwicklung von Algorithmen für individualisierte mikrobiombasierte Behandlungsempfehlungen.
  • Untersuchung mikrobiombasierter interventioneller Ansätze (z.B. Postbiotika) zur Optimierung der Behandlung.
Was zeichnet den Forschungsbereich aus?

Das Projekt hat das Potenzial zu zeigen, dass das Mikrobiom das Ansprechen auf die CIBD-Therapie beeinflusst. Dieser Zusammenhang ist bisher nur bei wenigen exemplarischen Erkrankungen nachgewiesen worden. Dies wird das Wissen über diese Krankheiten erheblich voranbringen und die Grundlage für die Translation in die Klinik liefern.

Was ist der Beitrag Ihres Forschungsbereichs zu einer Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen?

Das Ergebnis von TI-1 wird es ermöglichen, individuelle therapeutische Entscheidungen auf der Grundlage des Mikrobioms individueller Patient*innen zu bestimmen.

Zusammenarbeit mit anderen Forschungsbereichen im Cluster

TI-1 wird eng mit RTF X und CD-1 zusammenarbeiten, um Zugang zu Material von Patient*innen und prospektiven Kohorten zu erhalten. Die präklinischen Tiermodelle werden gemeinsam mit RTF IV durchgeführt.

Mitglieder

Dr. Nadia Adreani

Assoziiertes Mitglied

Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Institut für Experimentelle Medizin
AG Prof. Baines

Prof. Dr. John Baines

Vollmitglied

Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Institut für Experimentelle Medizin
Evolutionäre Genomik

Dr. rer. nat. Corinna Bang

Assoziiertes Mitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie
AG Prof. Franke

Prof. Dr. med. Thorsten Bartsch

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Neurologie

Prof. Dr. Christoph Becker-Pauly

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Biochemisches Institut
Degradomics of the Protease Web

Dr. Meriem Belheouane

Assoziiertes Mitglied

Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Institut für Experimentelle Medizin
AG Evolutionary Genomics

PD Dr. Katja Bieber

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie

Prof. Dr. Hauke Busch

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
System Biology of Inflammatory Diseases

Prof. Dr. Christof Dörfer

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Zahnerhaltungskunde und Parodontologie

Prof. Dr. Marc Ehlers

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Institut für Ernährungsmedizin
Immunologie und Glykoanalytik

Dr. rer. nat. Maren Falk-Paulsen

Assoziiertes Mitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie
AG Prof. Rosenstiel

Prof. Dr. rer. nat. Andre Franke

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie
Genetics & Bioinformatics

Prof. Dr. Timo Gemoll

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Allgemeine Chirurgie

Prof. Dr. med. Regine Gläser

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

Dr. rer. nat. Simon Graspeuntner

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie
AG Prof. Rupp

Dr. Yask Gupta

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
AG Prof. Ludwig

Prof. Dr. rer. nat. Jürgen Harder

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

Dr. rer. nat. Matthias Hübenthal

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie
AG Prof. Weidinger

Saleh Ibrahim

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
Genetics of Inflammatory Diseases

Prof. Dr. Sabrina Jabs

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie

Prof. Dr. Christoph Kaleta

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Institut für Experimentelle Medizin
c/o Transfusionsmedizin

Dr. rer. nat. Anika Kasprick

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
AG Prof. Ludwig

Prof. Dr. rer. nat. Ben Krause-Kyora

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie
Ancient DNA Research

Prof. Dr. med. Matthias Laudes

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Innere Medizin I

Yves Laumonnier

Assoziiertes Mitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Systemische Entzündungsforschung

Prof. Dr. Ralf Ludwig

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
Model Systems of Inflammatory Skin Diseases

Prof. Dr. Matthias Merker

Vollmitglied

Forschungszentrum Borstel - Leibniz Lungenzentrum
Molekulare und Experimentelle Mykobakteriologie
Programmbereich Infektionen

Prof. Dr. Ulrich Mrowietz

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie
Psoriasis-Zentrum Kiel

Dr. Wiebke Prüßmann

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Dermatologie, Allergologie und Venerologie

Prof. Dr. Gabriela Riemekasten

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Rheumatologie und klinische Immunologie

Prof. Dr. med. Christoph Röcken

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Institut für Pathologie

Prof. Dr. Stefan Rose-John

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Biochemisches Institut
Zytokine, Rezeptoren und Metalloproteasen

Prof. Dr. med. Philip Rosenstiel

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie
Molecular Cell Biology

Jan Rupp

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie

Prof. Dr. Christian Sadik

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Dermatologie, Allergologie und Venerologie
Angeborene Immunität

Prof. Dr. rer. nat. Alexander Scheffold

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Institut für Immunologie

Enno Schmidt

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
Translational Research

Prof. Dr. med. Stefan Schreiber

Sprecher

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie

Prof. Dr. Hinrich Schulenburg

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Zoologisches Institut
Evolutionsökologie und Genetik

Prof. Dr. Christian Sina

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Institut für Ernährungsmedizin

Dr. rer. nat. Felix Sommer

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie

Prof. Dr. Diethard Tautz

Vollmitglied

Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Abt. Evolutionsgenetik

Prof. Dr. Daniel Unterweger

Vollmitglied

Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Evolutionäre Genomik

Prof. Dr. med. Thomas Valerius

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Innere Medizin II
Sektion für Stammzell- und Immuntherapie

Artem Vorobyev

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie
Model Systems of Inflammatory Skin Diseases

Dr. Georg Wätzig

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie

Prof. Dr. Stephan Weidinger

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

Prof. Dr. Detlef Zillikens

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Dermatologie, Allergologie und Venerologie