CSBIARP

Rechnerbasierte Systembiologie der Infektionen und Antimikrobiell-Resistenten Krankheitserreger

01.07.2022 bis 31.07.2025

Die zunehmende weltweite Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen in pathogenen Bakterien erfordert die Entwicklung neuartiger Therapieansätze. In diesem Projekt sollen Methoden der systembiologischen Modellierung und Computer-Simulation genutzt werden, um systematisch bisher unbekannte Schwachstellen bedrohlicher Keime zu identifizieren. Neuartig dabei ist, dass neben genomskaligen Modellen individueller Pathogene sowohl die mikrobielle Gesamtheit als auch Modelle menschlicher Wirtszellen einbezogen werden sollen. Somit enfaltet sich das volle Potential der Computer-Analyse, da neben der Suche nach neuen intrazellulären Zielen auch Effekte wie Biofilmformation, Quorum Sensing (also der molekularen Kommunikation) oder der Immunantwort zur Behandlung mit geeigneten Wirkstoffen genutzt werden können. Auf diese Weise könnten gezielt probiotische Effekte nachgeahmt werden, die das Wachstum symbiontischer Stämme fördern, und so auf natürliche Weise Krankheitserreger hemmen. Dazu müssen die zu entwickelnden Modelle zunächst genau auf die Gegebenheiten im menschlichen Wirt angepasst, sprich personalisiert, werden. Das Ziel der Forschung besteht also darin, zunächst spezifische Modelle bakterieller Keime zu entwicklen, welche deren Interaktion mit dem umgebenden Mikrobiom und dem menschlichen Wirt einschließen. Nach der Personalisierung auf zu behandelnde Patienten soll die systematische Computer-Analytik dieser großsskaligen, detaillierten Modelle gezielte Eingriffe in das Mikrobiom ermöglichen, und somit die Wirksamkeit neuartiger ggf. probiotischer Behandlungsmethoden erschließen. Auf diesem Weg könnte längerfristig eine Alternative zu bisherigen Antibkotikabehandlungen erreicht werden.