Dechiffrera effekten av exponeringar från det molekylära komplexet härrörande från tarmmikrobiom i människors hälsa och sjukdomar (ExpoBiome)

Den mänskliga tarmmikrobiomet är ett komplext ekosystem som bidrar med väsentliga funktioner till människans fysiologi. Förändringar i mikrobiomet är associerade med flera kroniska sjukdomar som kännetecknas av inflammation, inklusive neurodegenerativa och autoimmuna sjukdomar. Mikrobiom-härledda effektormolekyler som omfattar nukleinsyror, (poly)peptider och metaboliter finns i höga nivåer i tarmen men har hittills undgått systematiska studier. Denna kunskapslucka begränsar den mekanistiska förståelsen av mikrobiomens funktionella inverkan på kroniska sjukdomar som Parkinsons sjukdom (PD) och reumatoid artrit (RA). Här kommer för första gången en kombination av avancerade högupplösta metoder att integreras för att heltäckande identifiera beståndsdelarna i detta molekylära komplex och deras inverkan på det mänskliga immunsystemet. Först kommer en kvantitativ, integrerad multiomisk analys att utföras på mikrobiomeprover som samlats in från friska individer och patienter med nydiagnostiserad PD eller RA.

Med hjälp av kontextualiserade förkunskaper (ExpoBiome Map) och maskininlärningsmetoder kommer vi att identifiera mikrobiella molekyler associerade med tillståndsspecifika immunfenotyper. För det andra kommer biomarkörsignaturen under en modell för klinisk intervention (terapeutisk fasta) att valideras och spåras för att förutsäga behandlingsresultat. För det tredje kommer mikrober och molekyler att screenas i personliga HuMiX gut-on-chip-modeller för att identifiera nya antiinflammatoriska föreningar. Genom att ge mekanistiska insikter i den molekylära grunden för interaktioner mellan människa och mikrobiom kommer projektet att generera viktig ny kunskap om orsakssamband mellan tarmmikrobiomet och immunsystemet i hälsa och sjukdom. Genom att underlätta klargörandet av för närvarande okända mikrobiom-härledda molekyler kommer det att identifiera nya gener, proteiner, metaboliter och värdvägar för utveckling av framtida diagnostiska och terapeutiska tillämpningar.