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Targeting mucosal biofilms in patients with gastrointestinal disorders

Wir haben zum ersten Mal endoskopisch sichtbare bakterielle Biofilme im Darmtrakt von Reizdarmpatienten beschrieben. In diesem Projekt wollen wir diese charakterisieren und hinsichtlich Krankheitsrelevanz untersuchen, Stuhl-Biomarker finden, sowie innovative therapeutische Strategien entwickeln um bakterielle Biofilme im Darm zu bekämpfen.

Medizinische Universität Wien, life-science-success2019

Das Reizdarmsyndrom (RDS) ist eine chronische Erkrankung des Magen-Darmtrakts die 10-20 % der westlichen Gesellschaft betrifft. Die Erkrankung schränkt die Lebensqualität der betroffenen Patienten stark ein und verursacht hohe sozioökonomische Kosten. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind noch nicht geklärt und die Behandlungsmöglichkeit beschränkt sich auf Symptomlinderung. Es zeigt sich immer mehr, dass das bakterielle Ökosystem im Darm eine wichtige Rolle in der Entstehung des RDS spielt. Zum Beispiel sind Stuhltransplantationen eine wirksame Behandlung bei RDS Patienten.

Wir haben zum ersten Mal endoskopisch sichtbare bakterielle Biofilme im Dick- und Dünndarm von Reizdarmpatienten beschrieben. Patienten mit bakteriellen Biofilmen haben ein gestörtes bakterielles Ökosystem (Mikrobiom) mit signifikant verringerter Diversität. [1] Bakterielle Biofilme würden typische Symptome des RDS wie bakteriellen Überwuchs im Dünndarm, Gallensäurenverlust-Syndrom, Dehnungsschmerz und Blähbauch erklären. Das potenzielle „Abwaschen“ von Biofilmen würden auch das Phänomen erklären wieso es RDS Patienten in der Zeit nach einer Koloskopie oft besser geht. Es ist bekannt, dass pathogene Bakterien in Biofilmen Zuflucht finden können, um einer antibiotischen Therapie zu entgehen. Die genaue Funktion dieser Biofilme im RDS und wirksame therapeutische Optionen sind jedoch noch unerforscht. In diesem Projekt wollen wir (i) krankheitsspezifische Biomarker mittels Gen- und Protein-Analyse von Stuhlproben finden, (ii) die Biofilme durch Kultivierung, funktionelle Untersuchungen und Gen-Sequenzierung charakterisieren und (iii) Darm-spezifische Biofilm Modulatoren entwickeln, die für neue therapeutische Strategien eingesetzt werden können. Dabei wollen wir neue darm-stabile antimikrobielle Peptide sowie bekannte Antibiotika und Nahrungsmittel auf ihre Fähigkeit die Biofilmbildung der Bakterien zu beeinflussen untersuchen.

Dieses Projekt bringt Experten der Gastroenterologie, Mikrobiologie und Wirkstoffentwicklung zusammen mit dem gemeinsamen Ziel die Behandlungsstrategien für RDS zu verbessern. Mit diesen neuen und innovativen Ansätzen erwarten wir (i) grundliegende Informationen zur Biofilmzusammensetzung und Funktion zu liefern, (ii) krankheitsspezifische Biomarker zu identifizieren, die zur Diagnose eingesetzt werden können, und (iii) neue gezielte und spezifische Behandlungen für RDS Patienten zu entwickeln.

[1] Baumgartner, Maximilian, Lang, Michaela , Orgler, Elisabeth , Khare, Vineeta , Moser, Doris , Holley, Hunter , Gmainer, Christina , Krnjic, Anita , Evstatiev, Rayko , Primas, Christian , Mandorfer, Mattias , Kazemi-Shirazi, Lili , Zioutis, Christos , Berry, David , Gasche, Christoph. (2019). 443 – Intestinal Biofilms are an Endoscopic Feature of Irritable Bowel Syndrome. Gastroenterology. 156. S-92. 10.1016/S0016-5085(19)37016-7.

Kontakt:

Dipl-. Ing. Maximilian Baumgartner
Medizinische Universität Wien, Universitätsklinik für Innere Medizin III, Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie
E: maximilian.baumgartner@meduniwien.ac.at

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Kooperationspartner:

Medizinische Universität Wien, Abteilung für klinische Mikrobiologie

Medizinische Universität Wien, Universitätsklinik für Innere Medizin III, Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie

Universität Wien, Fakultät für Chemie, Institut für Biologische Chemie

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