Mikrobielle Interaktionen und Prozesse

Unsere Forschung

Obwohl wir relativ viel über einzelne Mikroorganismen wissen, haben wir nur geringe Kenntnisse über ihr Zusammenwirken in komplexen Lebensgemeinschaften. Da solche Lebensgemeinschaften auch auf und in uns vorkommen, ist es wichtig, ihr Zusammenleben zu kennen. Durch eine detaillierte Analyse der Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften wollten wir verstehen, wie sich diese bei bestimmten Erkrankungen ändert, und ob diese Veränderung den Krankheitsverlauf beeinflussen. 

Für unsere Forschung von besonderer Bedeutung war die enge Zusammenarbeit mit Klinikern und die Analyse von Proben mit klinischer Relevanz um Hinweise auf den Zusammenhang zwischen Erkrankung oder Umwelteinflüssen und der Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften zu liefern. Hierbei waren wir in eine Reihe von Pilotstudien zur Identifikation mikrobieller Risikofaktoren in verschiedensten Habitaten beteiligt. 

Am Beispiel Nase, der Hauptnische von Staphylococcus aureus untersuchten wir Wechselwirkungen zwischen S. aureus und anderen mikrobiellen Arten, charakterisieren Verteilungsmuster, die helfen könnten S. aureus aus der Nase zu verdrängen und die in vivo Aktivität von S. aureus um mögliche Interventionsstrategien zu identifizieren. 

Die Analyse der in vivo Aktivitäten nutzten wir auch, um Infektionen wie nekrotisierende Fasciitis, die durch einzelne Erreger wie S. aureus oder Streptococcus pyogenes, aber auch durch interagierende mikrobielle Gemeinschaften hervorgerufen werden, besser verstehen und bekämpfen zu können. 

Die vaginale Mikrobiota sowie die Mikrobiota von Neugeborenen untersuchten wir, um Hinweise auf Risikofaktoren für eine frühe neonatale Sepsis zu erhalten. 

Am Verdauungstrakt konzentrierten wir uns auf bakterielle Funktionen, die für unsere Gesundheit wichtig sind, wie die Bildung kurzkettiger Fettsäuren die das Darmepithelium stärken und die lokale Immunabwehr stabilisieren oder die Bildung von Trimethylamin, welches im Verdacht steht, Atherosklerose und Herz-Kreislauferkrankungen zu fördern. Durch eine detaillierte Analyse solcher zentraler Funktionen der Mikrobiota sollten genauere Erkenntnisse über die Zusammenhänge zwischen der Darmmikrobiota und Erkrankungen gewonnen werden, um ein gezieltes, personenspezifisches Eingreifen zu ermöglichen.

Derzeit bearbeiten wir das Projekt FRESCO zur Übertragung von Stuhlfiltrat bei aktiver Ulcerativer Colits. Ulcerative Colitis ist eine chronisch entzündliche Darmerkrankung mit erheblicher Morbidität und Mortalität. Da die derzeitigen Therapien begrenzt sind, besteht ein medizinischer Bedarf an neuen Therapien. Die fäkale Mikrobiota-Transplantation hat sich bei der Behandlung von Infektionen mit Clostridioides difficile als wirksam erwiesen, und vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass auch die Übertragung steriler Filtrate von Spenderstuhl zu Veränderungen der gastrointestinalen Mikrobiota führt und die Symptome bei Patienten beseitigt. FRESCO ist eine multizentrische Doppelblindstudie zur Bestimmung der Sicherheit und Wirksamkeit wiederholter fakäler MIkrobiotatransplantation oder von sterilem Filtrat. Hierbei untersuchen wir Veränderungen in der bakteriellen Zusammensetzung als auch im Virom während der Behandlung.