Metabolische Adaptation bei Helminthose

Durch den Boden übertragene Helminthen sind parasitäre Würmer des Magen-Darm-Trakts, von denen weltweit etwa 1,5 Milliarden Menschen befallen sind. Helminthen verursachen erhebliche gesundheitliche Beeinträchtigungen wie Wachstumsstörungen und kognitive Defizite. Interessanterweise werden sie jedoch auch mit einem verringerten Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie Typ-2-Diabetes in Verbindung gebracht, was darauf hindeutet, dass eine Helmintheninfektion den Metabolismus des Wirts aktiv verändert. Systemische Stoffwechselveränderungen sind eine häufige Reaktion auf Erreger wie Bakterien (z. B. E. coli), Viren (z. B. Influenza) oder Parasiten (z. B. Malaria). Diese Anpassungen unterstützen oft spezifische Abwehrmechanismen, die den Schaden der Infektion begrenzen. Wie eine Helmintheninfektion jedoch den Wirtsstoffwechsel umgestaltet und welche Bedeutung dies für die Immunantwort hat, wurde bislang weitgehend vernachlässigt. Meine Hypothese lautet, dass eine Helmintheninfektion ein spezifisches Stoffwechselprogramm fördert, das die Reaktion des Körpers auf die Würmer moduliert und potenziell langfristige Auswirkungen auf die Stoffwechselgesundheit hat. Um dies zu untersuchen, nutze ich ein Mausmodell mit dem Helminthen Heligmosomoides polygyrus, das wesentliche Aspekte menschlicher Infektionen sowie den Schutz vor Stoffwechselerkrankungen widerspiegelt. Mein erstes Ziel ist es, die spezifischen metabolischen Anpassungen während einer Helmintheninfektion systemisch und organspezifisch zu verstehen. Zunächst werde ich den Verlauf der induzierten Veränderungen im Blut sowie in Geweben wie Fettgewebe, Leber und Magen-Darm- Trakt kartieren. Anschließend bestimme ich mithilfe genetischer und pharmakologischer Interventionen die Signale, die diese metabolischen Umstellungen antreiben. Zweitens werde ich entschlüsseln, wie sich diese Stoffwechselveränderungen darauf auswirken, wie der Wirt die Infektion toleriert. Ich werde den Stoffwechsel während der Infektion durch pharmakologische, ernährungsbezogene oder genetische Interventionen gezielt stören und anschließend die antihelminthische Immunantwort, die Gewebefunktion und die Parasitenlast bewerten. Um die langfristigen Folgen zu verstehen (drittes Ziel), werden junge Mäuse mit H. polygyrus infiziert und nach vier Wochen pharmakologisch geheilt. Die Stoffwechselgesundheit wird in der Phase nach der Infektion über mehrere Monate hinweg im Vergleich zu nicht-infizierten Kontrolltieren bewertet. Insgesamt schlägt dieses Projekt das neuartige Konzept vor, dass durch Helminthen induzierte Interaktionen mit Stoffwechselorganen den systemischen Metabolismus verändern und dadurch essentielle Signale für eine wirksame Immunantwort liefern. Diese Arbeit wird Zielstrukturen identifizieren, um helminthenassoziierte Morbiditäten zu begrenzen oder Stoffwechselerkrankungen gezielt zu bekämpfen.