Verbund

Genetisch veranlagte Kohlenhydrat-Malabsorption als Modell zur Untersuchung des Mechanismus von Nahrungsmittel-Hypersensitivitäten und für eine personalisierte Behandlung mit Hilfe eines nicht-invasiven MRT-Tests

Nahrungsmittelunverträglichkeiten nehmen weltweit zu und gehen mit einer z. T. starken Einschränkung der Lebensqualität der Betroffenen einher. Im Rahmen der gemeinsamen Programminitiative „JPI Healthy Diet for Healthy Life“ fördert das BMBF Forschungsvorhaben, die zusammen mit internationalen Partnern eine verbesserte Prävention von Nahrungsmittelunverträglichkeiten ermöglichen. Dieses Ziel soll durch neue Handlungsempfehlungen für die Lebensmittelproduktion oder bessere Diagnose- und Beratungsmöglichkeiten für Betroffene erreicht werden.

Der Forschungsverbund GenMalCarb besteht aus vier europäischen Partnern, die gemeinsam  die Entstehung des Reizdarmsyndroms genauer untersuchen. Ein Merkmal der Erkrankung ist die schlechte Aufnahme von Kohlenhydraten im Dünndarm. In diesem Prozess spielt das Enzym „Sucrase-Isomaltase“ (SI) eine wichtige Rolle. Genvarianten der SI – aber auch anderer Kohlenhydrat-verdauender Enzyme – können demnach die Ursache sein. Die Forschenden untersuchen das Auftreten dieser Genvarianten in Speichelproben von Reizdarm-Patienten und analysieren in Zellkulturexperimenten ihren Einfluss auf die enzymatische Funktion der SI. Mittels Magnetresonanztomographie (MRT) und Mikrobiomanalysen wird zudem untersucht, wie die Genvarianten sich auf die Darmfunktion auswirken. Die Ergebnisse tragen dazu bei, die Enstehung des Reizdarmsyndroms aufzuklären. So können innovative Produkte entwickelt werden, z. B. zur Diagnostik und personalisierten Therapie.

Teilprojekte

Kandidatengensequenzierung

Förderkennzeichen: 01EA2208A
Gesamte Fördersumme: 346.694 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2025
Projektleitung: Prof. Dr. Andre Franke
Adresse: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Institut für Klinische Molekularbiologie
Arnold-Heller-Str. 3
24105 Kiel

Kandidatengensequenzierung

Das Reizdarmsyndrom (Irritable Bowel Syndrome - IBS) ist eine funktionelle Magen-Darm-Störung, die durch Bauchschmerzen und Veränderungen im Stuhlgang gekennzeichnet ist. IBS betrifft 20 % der Erwachsenen und Kinder weltweit und ist mit erheblichen Gesundheitsausgaben sowie Beeinträchtigung der Lebensqualität der Patienten verbunden. Die Partner dieses Konsortiums haben funktionelle Varianten der intestinalen Sucrase-Isomaltase (SI) beschrieben, die an IBS beteiligt sind. SI ist das wichtigste Kohlenhydrat-verdauende Enzym im Dünndarm. Genvarianten von SI führen zu Fehlfunktionen mit anschließender Kohlenhydrat-Malabsorption, die durch Durchfall, Bauchschmerzen und Blähungen gekennzeichnet ist, was ebenfalls Merkmale von IBS sind. Der Forschungsverbund GenMalCarb besteht aus vier europäischen Partnern. In dem Projekt werden Genvarianten der SI und anderer Enzyme, die für eine Kohlenhydrat-Malabsorption prädisponieren, bioinformatisch, biochemisch und funktionell analysiert. Diese Analysen werden durchgeführt an Speichelproben einer großen Anzahl von IBS-Patienten. Die Ergebnisse werden zeigen, ob die analysierten Genvarianten die Funktion der Enzyme negativ beeinflussen und werden letztendlich die Bedeutung der Enzyme in der Pathogenese von IBS aufdecken. Zusätzlich wird in dem Projekt der Einfluss der SI-Genvarianten auf die Darmfunktion mittels Magnetresonanztomographie (MRT) und Mikrobiomanalysen untersucht. In dem Vorhaben an der Universität Kiel wird die Prävalenz von Genvarianten von SI und anderen Kohlenhydrat-verdauenden Enzymen bestimmt. Die identifizierten Varianten werden bioinformatisch klassifiziert und priorisiert. Zusätzlich werden Mikrobiomanalysen durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen des Verbundes können innovative Produkte entwickelt werden, z. B. zur differentiellen Diagnostik und personalisierten Therapie bei Reizdarmsyndromen und Kohlenhydrat-Malabsorption.

Funktionelle Charakterisierung von Genvarianten der Sucrase-Isomaltase

Förderkennzeichen: 01EA2208B
Gesamte Fördersumme: 261.344 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2025
Projektleitung: Prof. Dr. Hassan Naim
Adresse: Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Physiologische Chemie
Bünteweg 17
30559 Hannover

Funktionelle Charakterisierung von Genvarianten der Sucrase-Isomaltase

Das Reizdarmsyndrom (Irritable Bowel Syndrome - IBS) ist eine funktionelle Magen-Darm-Störung, die durch Bauchschmerzen und Veränderungen im Stuhlgang gekennzeichnet ist. IBS betrifft 20 % der Erwachsenen und Kinder auf der ganzen Welt, ist mit erheblichen Gesundheitsausgaben und Beeinträchtigung der Lebensqualität der Patienten verbunden. Die Partner dieses Konsortiums haben funktionelle Varianten der intestinalen Sucrase-Isomaltase (SI) beschrieben, die an IBS beteiligt sind. SI ist das wichtigste kohlenhydratverdauende Enzym im Dünndarm. Genvarianten von SI führen zu Fehlfunktionen mit anschließender Kohlenhydrat-Malabsorption, die durch Durchfall, Bauchschmerzen und Blähungen gekennzeichnet ist, was ebenfalls Merkmale von IBS sind. Im europäischen Verbund GenMalCarb wird die Prävalenz von Genvarianten der SI und anderer kohlenhydratverdauender Enzyme, die für eine Kohlenhydrat-Malabsorption prädisponieren, in Speichelproben einer großen Anzahl von IBS-Patienten untersucht. Das Labor an der TiHo-Hannover wird diese Genvarianten auf biochemischer und funktioneller Ebene analysieren, wobei der Schwerpunkt zunächst auf SI und später auf Genvarianten anderer identifizierter Enzyme liegen wird. Hierzu werden Mutanten von SI generiert, die die Genvarianten tragen, diese in Säugerzellen exprimiert, ihre enzymatische Funktion im Vergleich zum Wildtyp-SI analysiert und schließlich ihr intrazellulärer Transport und ihre Lokalisierung analysiert. Diese Analysen werden zeigen, ob die Genvarianten die Funktion von SI negativ beeinflussen, und werden letztendlich die Bedeutung von SI in der Pathogenese von IBS aufdecken. Die Studien werden eine solide Grundlage bilden, um mittels Magnetresonanztomographie (MRT) den Einfluss der SI-Genvarianten auf die Darmfunktion zu untersuchen. Basierend auf den Ergebnissen des Verbundes können neue Ansätze für die differentielle Diagnostik und personalisierte Therapie des Reizdarmsyndroms entwickelt werden.