Dysfunktionale Darm-Immun-Hirn-Achse in Frühgeborenen

Extrem frühgeborene Kinder, die weniger als 1.000 Gramm wiegen, sind eine besonders gefährdete Patientengruppe. Sie erleiden häufig frühkindliche Hirnschäden, die zu lebenslangen neurologischen Beeinträchtigungen führen können. Die jüngsten Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das Darmmikrobiom das Immunsystem und die Entwicklung des Gehirns beeinflussen kann. Da die Darmmikrobiom-Immun-Hirn-Achse im Neugeborenenalter sowohl bei kurz- als auch bei langfristigen neurologischen Erkrankungen eine wichtige Rolle spielt, ist sie ein vielversprechendes Ziel für therapeutische Interventionen im frühen Lebensalter. Um dies zu erreichen, ist ein tieferes Verständnis des Zusammenspiels zwischen dem Mikrobiom, dem Immunsystem und dem Gehirn bei Frühgeborenen dringend erforderlich. In diesem Projekt soll untersucht werden, wie eine Störung der Darmmikrobiom-Immun-Hirn-Achse bei extrem frühgeborenen Kindern zu Hirnschäden und langfristigen kognitiven Beeinträchtigungen beiträgt. Die molekularen Mechanismen, die der Ursache dieser neurologischen Entwicklungsprobleme zugrunde liegen, werden in drei Projektbereichen untersucht, die sich auf die Komponenten der Achse konzentrieren: das Darmmikrobiom, das Immunsystem und das sich entwickelnde Gehirn. Wir werden mit Hilfe modernster Modellsysteme untersuchen, wie der Darm mit dem Gehirn kommuniziert. Vielversprechende Hinweise werden in präklinische Modelle integriert, um neue Interventionsstrategien zu testen. Insbesondere werden wir die Interaktionen im Mikrobiom und die Kommunikation des Mikrobioms mit dem Immunsystem untersuchen. Wir werden auch untersuchen, wie Zell-Zell-Interaktionen aus dem Darm stammenden Signale weiterleiten, um neuronale Entzündungen auszulösen, wobei wir uns auf Immunzellen als zentrale Vermittler der Darm-Hirn-Achse konzentrieren. Wir werden die Vorgänge im Darm charakterisieren, die einer systemischen Entzündung vorausgehen, und die Auswirkungen mikrobieller Komponenten und entzündlicher Signale auf die Aktivierung von Immunzellen im Gehirn und die Entwicklung und Physiologie neuronaler Zellen untersuchen. Anschließend werden wir untersuchen, wie sich eine dysfunktionale Achse auf die Kognition in präklinischen Modellen und einer etablierten Patientenkohorte auswirkt. Dieses Projekt zielt darauf ab, einen großen Fortschritt auf diesem Gebiet zu erzielen, indem umfassend untersucht wird, wie das neonatale Darmmikrobiom und seine Metaboliten mit dem Immunsystem und der neurologischen Entwicklung interagieren. Das Projekt wird grundlegende Erkenntnisse über die Ökologie des Darmmikrobioms und die Immun- und Neuroentwicklung liefern. Es wird zu neuartigen, umsetzungsorientierten Strategien für therapeutische Interventionen in der frühen Lebensphase beitragen, um die Gesundheit von Frühgeborenen zu verbessern.