Mikrobielle Gemeinschaften („Mikrobiome“) besiedeln die Oberflächen des menschlichen Körpers und beeinflussen dessen Gesundheit durch komplexe metabolische und immun-modulatorische Aktivitäten. Das Mikrobiom ist aber auch ein Reservoir für fakultative Pathogene, die die meisten schweren Blutstrominfektionen auslösen. Die weltweite Zunahme antibiotikaresistenter bakterieller Pathogene (ARBPs) und das Zurückfahren der industriellen Antibiotikaentwicklung gefährden die medizinischen Errungenschaften des 20. Jahrhunderts und lassen eine künftige post-antibiotische Ära befürchten.

Es ist daher von größter Bedeutung, die ARBP-Entstehung und Mikrobiombesiedlung einzudämmen. Die vielfach verwendeten Breitbandantibiotika schädigen jedoch das Mikrobiom als Ganzes und begünstigen die ARBP-Verbreitung. Ein Paradigmenwechsel in der Infektionskontrolle ist nötig: Der undifferenzierte Einsatz von Antibiotika muss gestoppt und zielgerichtete Wirkstoffe, die sich positiv auf Mikrobiome auswirken, müssen entwickelt werden. Nützliche Bakterien können Pathogene in Schach halten, aber die entsprechenden Mechanismen sind bislang kaum verstanden und nutzbar. Nur eine engere Zusammenarbeit molekularer, bioinformatischer und klinischer Disziplinen wird es ermöglichen, die Mechanismen der Mikrobiomdynamik aufzuklären.

Wissenschaftler der Universität, des Universitätsklinikums und des Max Plack Instituts in Tübingen sind seit Jahrzehnten führend in der Erforschung bakterieller Interaktionen mit Antibiotika, anderen Mikroorganismen oder Wirten. Richtungsweisende Erkenntnisse wurden beispielsweise zu neuen, das Mikrobiom steuernden Antibiotika, metabolischen Aktivitäten und epithelialen Abwehrmechanismen erzielt. Der Exzellenzcluster erforscht Prinzipien des Wettbewerbs und der Fitness von für den Menschen nützlichen oder schädlichen Bakterien und erarbeitet nachhaltige, multidisziplinäre Strategien gegen Infektionen durch ARBPs und andere Pathogene. In innovativen Modellsystemen, die von kontinuierlichen In-vitro- über gnotobiotische Tier- und Organoidmodelle bis zu kontrollierten humanen Kolonisationsstudien reichen, wird erforscht, wie das Mikrobiom eindringende Pathogene abwehren kann.

Neuartige Mikrobiom-spezifische Interventionen werden in präklinischen und frühen klinischen Studien erprobt. Der Cluster schließt strategische Lücken und baut die Forschungskapazitäten durch Etablierung neuer Forschungsgruppen und hochmoderner Technologiezentren aus, ergänzt durch erweiterte Möglichkeiten für Lehre, Weiterbildung und Öffentlichkeitsarbeit. Durch Zusammenführung komplementärer Forschungsrichtungen zu molekularen, zellulären, Community- und Mikroben-Wirt-Interaktionen, verbunden durch Omics, Bildgebung und Bioinformatik, trägt der Cluster zu einer neuen Ära der integrativen Mikrobiologie bei, die den Herausforderungen des 21. Jahrhunderts gewachsen ist.

Beteiligte Institution:

• Max-Planck-Institut für Biologie