Können Darmbakterien rheumatologische Erkrankungen auslösen?

Worum geht es in diesem Forschungsprojekt?

Dieses Video verdeutlicht, worum es in dem Projekt geht.

Worum geht es in diesem Forschungsprojekt?

Spondyloarthritiden (SpA) sind eine Gruppe von häufigen chronisch-rheumatologischen Erkrankungen, die im jungen Erwachsenenalter beginnen und zu Beeinträchtigungen der Patientinnen und Patienten führen. Die derzeit verfügbaren Therapien sind nicht effizient genug, um den Verlauf der fortschreitenden Behinderung der Betroffenen aufzuhalten. Es gibt Hinweise, dass das Mikrobiom des Darms an der Auslösung der Erkrankung beteiligt ist. Die Klärung der Rolle von Infektionen und der Zusammensetzung des Mikrobioms in der Pathogenese der SpA und der Subform reaktive Arthritis könnte einen Weg für die Entwicklung neuer Behandlungskonzepte mit besserer Wirksamkeit und weniger Nebenwirkungen eröffnen.

Wie ist der Stand der Dinge?

Es wurde im Hinblick auf einen potenziellen Pathomechanismus, der die mikrobielle Besiedlung mit Autoimmunität und Auslösung der SpA verbindet, gezeigt, dass Antikörper gegen Shigella flexneri, Klebsiella pneumoniae und Yersinia enterocolitica mit HLA-B27, dem dominanten genetischen Risikofaktor der SpA, kreuzreagieren. Antikörper gegen Klebsiella sind zytotoxisch für Zellen, die HLA-B27 exprimieren. Es ist noch unklar, ob ähnliche Autoantikörper durch andere Mikrobiota induziert werden, und falls ja, unter welchen Bedingungen.

Die Abbildung zeigt Shigella flexneri-Bakterien, gesehen durch ein Transmissions-Elektronenmikroskop.
Maßstab = 1 μm. Quelle: Hans R. Gelderblom, Gabi Schlier, Rolf Reissbrodt/RKI

Was sind die Projektziele?

Wir wollen Veränderungen im Mikrobiom des Darms identifizieren, die an der Auslösung der Spondyloarthritis beteiligt sind. Insbesondere möchten wir dynamische Veränderungen des Mikrobioms im zeitlichen Verlauf der SpA und unter den verschiedenen Therapien untersuchen. Wir möchten zudem Antikörper identifizieren, die mit schlechter Prognose der SpA assoziiert sind. Darüber hinaus ist es unser Ziel, Teile des Mikrobioms und deren Zielantigene zu identifizieren, die vom Immunsystem der Patienten attackiert werden. Im Interesse steht auch, die Kreuzreaktivität zwischen den Antikörpern gegen mikrobielle Antigene und gegen Autoantigene zu bestimmen. Wir wollen auch Interventionsstrategien entwickeln, um die Chronifizierung der SpA und dessen Subtyp reaktive Arthritis zu verhindern.

Wie kommen wir da hin?

Im Projekt RHEUMA-VOR rekrutieren wir in ganz Niedersachsen eine große Anzahl an Patientinnen und Patienten mit neu aufgetretener SpA bzw. Kontrollerkrankungen. Dabei werden Stuhl-, Serum- und DNA-Proben sowie PBMC gewonnen, sofern eine Gelenkpunktion klinisch indiziert ist, auch Synoviaflüssigkeit (SF) und Zellen aus der SF. Ferner werden krankheitsbezogene Daten und Ernährungsgewohnheiten erhoben. Die Patientinnen und Patienten aus dieser Inzeptionskohorte werden über 2 Jahre nachbetreut und Daten zum Therapieansprechen, zur Krankheitsaktivität und zur Krankheitsprogression werden gespeichert.

Das Foto zeigt Professor Strowig in seinem Labor. © HZI/Waldthausen & Kreibig

Leitung des Projekts B2

Projekttitel im DFG-Antrag: The microbiome – a trigger in arthritis? Linking alterations in microbiota composition to autoantibody development.

Prof. Dr. Alice McHardy

Projekt: B2, B10, C1

CV & Contact

Prof. Dr. Till Strowig

Projekte: B1, B2, RESIST-Kohorte

CV & Contact

Prof. Dr. Torsten Witte

Projekt: A2, B2

CV & Contact

Publikationen des Projektes B2

Publikationen aus dem Jahr 2020

Distinct Polysaccharide Utilization Determines Interspecies Competition between Intestinal Prevotella spp. Gálvez EJC, Iljazovic A, Amend L, Lesker TR, Renault T, Thiemann S, Hao L, Roy U, Gronow A, Charpentier E, Strowig T.  Cell Host Microbe. 2020 Dec 9;28(6):838-852.e6. doi: 10.1016/j.chom.2020.09.012. Epub 2020 Oct 27. PMID: 33113351.

Dietary Short-Term Fiber Interventions in Arthritis Patients Increase Systemic SCFA Levels and Regulate Inflammation. Dürholz K, Hofmann J, Iljazovic A, Häger J, Lucas S, Sarter K, Strowig T, Bang H, Rech J, Schett G, Zaiss MM. Nutrients. 2020 Oct 20;12(10):3207. doi: 10.3390/nu12103207. PMID: 33092271; PMCID: PMC7589100.

The Role of Ames Dwarfism and Calorie Restriction on Gut Microbiota. Wiesenborn DS, Gálvez EJC, Spinel L, Victoria B, Allen B, Schneider A, Gesing A, Al-Regaiey KA, Strowig T, Schäfer KH, Masternak MM. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2020 Jun 18;75(7):e1-e8. doi: 10.1093/gerona/glz236. PMID: 31665244; PMCID: PMC7302176.

Perturbation of the gut microbiome by Prevotella spp. enhances host susceptibility to mucosal inflammation. Iljazovic A, Roy U, Gálvez EJC, Lesker TR, Zhao B, Gronow A, Amend L, Will SE, Hofmann JD, Pils MC, Schmidt-Hohagen K, Neumann-Schaal M, Strowig T. Mucosal Immunol. 2021 Jan;14(1):113-124. doi: 10.1038/s41385-020-0296-4. Epub 2020 May 20. PMID: 32433514; PMCID: PMC7790746.

Clinical, Radiological, and Laboratory Features of Spinal Cord Involvement in Primary Sjögren’s Syndrome. Butryn M, Neumann J, Rolfes L, Bartels C, Wattjes MP, Mahmoudi N, Seeliger T, Konen FF, Thiele T, Witte T, Meuth SG, Skripuletz T, Pawlitzki M. J Clin Med. 2020 May 14;9(5):1482. doi: 10.3390/jcm9051482. PMID: 32423153; PMCID: PMC7290729.

An Integrated Metagenome Catalog Reveals New Insights into the Murine Gut Microbiome. Lesker TR, Durairaj AC, Gálvez EJC, Lagkouvardos I, Baines JF, Clavel T, Sczyrba A, McHardy AC, Strowig T.  Cell Rep. 2020 Mar 3;30(9):2909-2922.e6. doi: 10.1016/j.celrep.2020.02.036. PMID: 32130896; PMCID: PMC7059117.

Anti-CD74 IgA autoantibodies in radiographic axial spondyloarthritis; a longitudinal Swedish study. Do L, Granasen G, Hellman U, Lejon K, Geijer M, Baraliakos X, Witte T, Forsblad-d’Elia H. Rheumatology (Oxford) 2020

High frequency of variants in genes associated with primary immunodeficiencies in patients with rheumatic diseases with secondary hypogammaglobulinaemia Sogkas G, Dubrowinskaja N, Adriawan IR, Anim M, Witte T, Schmidt RE, Atschekzei F.  Ann Rheum Dis 2020

Publikationen des Projektes B2