Kölner Wissenschaftler erhält Millionenförderung für Forschung zu Stoffwechselprozessen im Darm

Der Kölner Wissenschaftler Dr. Gilles Storelli, Forschungsgruppenleiter am Exzellenzcluster für Alternsforschung CECAD, erhält einen ERC Starting Grant für sein Projekt „Dissection of the host-microbe crosstalk that controls metabolism and physiology in intestinal symbiosis“ (METABIONT).

Das Projekt METABIONT wird vom Europäischen Forschungsrat für eine Dauer von fünf Jahren mit insgesamt 1,5 Millionen Euro gefördert.

Das Darmmikrobiom spielt bei vielen physiologischen Prozessen im Körper eine wichtige Rolle, zum Beispiel bei der Aufspaltung von Nahrungsbestandteilen. Es gibt zudem Hinweise darauf, dass sie auch das Entstehen von Krankheiten beeinflusst. Wie die Stoffwechselprozesse im Darm genau ablaufen, ist bisher nur unzureichend erforscht. Die Darmschleimhaut wird von zahlreichen Mikroorganismen bevölkert, den sogenannten Darmsymbionten. Es gibt Hinweise darauf, dass Symbionten ihre Wirtsorganismen auf eine Weise unterstützen, die über die Bereitstellung von Nährstoffen hinausgeht. Mit dem Projekt METABIONT werden Storelli und sein Team genauer untersuchen, wie die Wechselwirkungen zwischen Wirten und ihren Symbionten den Stoffwechsel im Darm und andere physiologische Prozesse im Körper beeinflussen.

Die Wissenschaftler werden dabei Ansätze aus verschiedenen Bereichen, darunter die Mikrobiologie, Genetik und Zellbiologie, einsetzen. Am Darmtrakt der Drosophila-Taufliege will Storellis Team erforschen, wie der Stoffwechsel eines Modell-Darmbakteriums in den verschiedenen Abschnitten des Verdauungstraktes reguliert wird. Die Forschenden werden dafür komplexe Multi-omics-Analysen einsetzen, mit denen sie die genetischen und metabolischen Wechselwirkungen zwischen Bakterien und ihren Wirten sichtbar machen können.

Bisherige Arbeiten des Teams deuten darauf hin, dass Symbionten eine weitreichende Kontrolle über die Verdauungs- und Stoffwechselaktivitäten des Darms ausüben, wobei die Symbionten möglicherweise über bakterielle Wirts-Sensorik und epigenetische Mechanismen wirken. Diese regulatorischen Verbindungen werden die Forschenden an der Taufliege entschlüsseln und später analog in Säugetieren untersuchen.

Die Wissenschaftler haben zudem Hinweise darauf, dass die Wirtsorganismen mit ihren Symbionten zusammenarbeiten, um die Magen-Darm-Passage zu regulieren, ein wichtiger Faktor, der die Ernährung beider Partner beeinflusst. Das Team wird zweiseitige genetische Screens einsetzen, um die bakteriellen Metaboliten und die Wirtsfaktoren, die den Transit regulieren, zu ermitteln. Dabei wollen die Forschenden auch herausfinden, ob diese Regulierung die Darm-Hirn-Achse einbezieht.

„In ihrer Gesamtheit werden diese Studien zu einem erheblich besseren Verständnis der Ernährungs- und Stoffwechselinteraktionen zwischen Wirtsorganismen und ihren Symbionten beitragen. Der Starting Grant ermöglicht es unserem Team, die komplexen und aufwändigen Untersuchungen, die hierfür notwendig sind, zu realisieren“, sagt Storelli.