Wiss. Konzept 2. Förderphase

In der laufenden Förderphase konnte der Verbund erste wichtige Ergebnisse für eine bessere Risikoabschätzung der Bedeutung von MAP beim Morbus Crohn (MC) des Menschen erarbeiteten. Neue Ergebnisse zweier Meta-Analysen zeigen, dass Studien zum Nachweis von MAP bei Menschen ausreichend Belege dafür liefern, dass MAP im Gastrointestinaltrakt von MC-Patienten häufiger vorkommt als in Kontrollpatienten. Allerdings scheint es auch deutlicher zu werden, dass im Falle einer Bedeutung von MAP beim MC, dies nur auf eine bestimmte Gruppe der Patienten zutrifft. Unumstritten bleibt, dass die Prävalenzen beider Erkrankungen, des MC und der Johne’schen Krankheit (JD), weltweit zunehmen und dass durch letztere mit einer stärkeren Exposition des Menschen mit MAP zu rechnen ist. Beim PathogenCombat Experten-Meeting „Bacterial triggers in the etiology of Crohn’s disease and other autoimmune and autoinflammatory diseases“ in Brno (Tschechien) kam man daher einvernehmlich zu dem Ergebnis der Europäischen Kommission zu empfehlen, dass die MAP-Exposition des Menschen vermindert werden muss. Als Gründe hierfür wurden u. a. angesehen, dass MAP ein professionelles Pathogen ist, das sich nur im Tier vermehrt und eine äußerst hohe Tenazität in der Umwelt hat, dass sich die JD in vielen Staaten der EU ausbreitet und man davon ausgehen muss, dass sich MAP vermehrt in vielen unbehandelten Lebensmitteln wie Rohmilch und Fleisch, aber auch im Trinkwasser wieder finden wird.

Ein Grund für die unzureichende Beantwortung der Relevanz von MAP bei Infektionen des Menschen wird in der geringen interdisziplinären Zusammenarbeit von Tiermedizin, Medizin und Gesundheitsorganisationen gesehen. So folgerten Waddell et al. 2008 im Canadien Journal of Public Health: „Evidence for the zoonotic potential of MAP is not strong, but should not be ignored. Interdisciplinary collaboration among medical, veterinary and other public health officials may contribute to a better understanding of the potential routes of human exposure to MAP“.

Interdisziplinarität zwischen human und tiermedizinischen Arbeitsgruppen steht auch bei dem für die 2. Förderphase beantragten ZooMAP-Verbund im Vordergrund. So wurde durch die Aufnahme des Teilprojekts C7 der AG Atreya/Neurath die humanmedizinische Seite weiter gestärkt.
Weiterhin ist das wissenschaftliche Ziel des Verbundes, Erkenntnisse zum pathogenen Potenzial von MAP und für eine bessere Diagnose von MAP zu gewinnen, um die Risikoabschätzung von MAP beim MC des Mensches zu verbessern. Dies soll durch die Fortsetzung von Arbeitspakten der letzten Förderperiode, durch neue, auf den Ergebnissen und Hypothesen der ersten Förderphase aufbauende Arbeitspakete sowie durch neue Arbeitspakete, die sich aus der allgemeinen wissenschaftlichen Entwicklung ergeben haben, gewährleistet werden. Ein wesentlicher Mehrwert wird hierbei in der noch engeren Verknüpfung der einzelnen Teilvorhaben gesehen. Die einzelnen Teilprojekte des Verbundes kooperieren zur Verbesserung der Diagnostik und Charakterisierung von MAP in Mensch, Tier und dem Lebensmittel Milch, der Pathogenese der JD unter Einbeziehung der genetischen und phänotypischen Charakteristika von MAP.

Die in der 1. Förderphase aufgebaute sehr gute methodisch-inhaltliche Vernetzung der Teilprojekte (TP) soll in der 2. Förderphase weiter intensiviert werden. Eine zentrale Rolle übernimmt TP C1. Hier werden in der 2. Förderphase die Proteine, die von MAP überwiegend oder ausschließlich im Wirt exprimiert werden, in E. coli überexprimiert, um dann mit gegen sie gerichteten spezifischen Antiseren eine mögliche Aussagekraft in der Diagnostik beim Rind, Maus, Milch (TP C1, C2A, C2B, C3, C5) und Menschen (TP C4 und C7) sowie bei der Typisierung von MAP (TP C6) zu überprüfen. Zudem sollen Mutanten und heterologe Expressionssysteme für diese Proteine hergestellt werden, die für die Untersuchungen zur Pathogenese (TP C2A, C2B, C3, C4 und C7) wichtig sind.
In TP C2A soll die zentrale Serviceeinheit des Verbundes weitergeführt und methodisch durch die 2 dimensionalen Differenziellen Gelelektrophorese, die Massenspektrometrie inklusive Q-ToF MS und NanoHPLC erweitert werden und damit für alle Verbundprojekte nutzbar sein. Die TP C2A, C3 und C6 werden diese Techniken nutzen.

In den TP C2B und C3 steht das Mausmodell im Mittelpunkt. Aus der laufenden Antragsperiode hat sich herauskristallisiert, dass MAP offensichtlich nach einer Darmpassage nicht mehr kultivierbar ist. Diesem Verdacht soll in TP C3 weiter nachgegangen werden. Vernetzt sind diese Arbeiten mit TP C3, dessen Ziele für die kommende Förderphase die Weiterentwicklung des in vivo Infektionsmodels an neugeborenen Mäusen und die Mechanismen der Interaktion zwischen MAP und der Darmmukosa als initialem Ort der Infektion nach oraler Aufnahme und als Zielorgan im weiteren Infektionsverlauf sind.
In den TP C4 und C7 sollen Gewebeproben von MC Patienten auf MAP untersucht werden. Primär erfolgt der Nachweis durch TP C5 kulturell und PCR-gestützt. Zudem soll der Nachweis mit den neuen, in TP C1 erarbeiteten Verfahren erfolgen. Weiterhin soll in TP C4 geklärt werden, wie sich eine MAP Infektion auf die Expression von MMP-, TIMP- und TLR9 in der Darmmukosa von Mensch und Rind auswirkt und welchen Einfluss eine Immunsuppression auf das Expressionsmuster sowie die Entwicklung dysplastischer Veränderungen hat. Des Weiteren wird TP C5 auch das Phänomen der Bildung zellwandloser MAP-Zellen (Sphäroblasten) untersuchen und kann hier auch auf die neuen Nachweismethoden von TP C1 zurückgreifen. Aufbauend auf den Ergebnissen aus der ersten Förderphase soll in TP C6 nun der Fragestellung nachgegangen werden, ob sich genotypisch und phylogenetisch unterschiedliche MAP Stämme auch hinsichtlich ihrer phänotypischen und damit pathogenetischen Eigenschaften unterscheiden. Als repräsentative Parameter für die Charakterisierung werden das Invasionsvermögen in Epithelzellen in vitro im Zellkulturmodell, und in vivo die intraperitonale Infektion der Maus (Kooperation mit TP C2A) untersucht. In Zusammenarbeit mit der zentralen Serviceeinheit des Verbundes sollen die Proteinexpressionsmuster der MAP Stämme mit Hilfe der 2-D DIGE und Massenspektrometrie bestimmt werden.