Systemmedizin zur Erforschung von Darmerkrankungen

Etwa einer von 10.000 Menschen in Europa leidet an Colitis ulcerosa oder Morbus Crohn, der häufigsten klinischen Form von IBD, die nicht heilbar ist und lebenslang behandelt werden muss.

Die Systembiologie führt umfangreiche experimentelle Daten in mathematischen Modellen komplexer biologischer Prozesse zusammen. Nun greift das EU- finanzierte Projekt SYSMEDIBD (Systems medicine of chronic inflammatory bowel disease) auf einen systemmedizinischen Ansatz für das IBD-Management zurück. Es wird Daten zusammentragen und in mathematische Modelle integrieren, die für die Krankheitsbehandlung, Suche nach neuen Biomarkern und die Stratifizierung von Patienten relevant sind.

Wissenschaftliche Schwerpunkte von SYSMEDIBD sind die Regulierung von Transkriptionsnetzwerken bei IBD, vor allem dem NF-kappa-B-Signalweg. Hierfür wurden transgene Mäuse generiert, die Fluoreszenzproteine im NF-kappa-B-Signalweg exprimieren.

Erste Ergebnisse zur Dynamik des NF-kappa-B-Signalwegs ergaben eine unterschiedliche Oszillationshäufigkeit bei verschiedenen Zelltypen, auch reagieren nicht alle Zellen auf die NF-kappa-B-Signale gleich. Weiterhin wurden kleine Moleküle eingesetzt, die die NF-kappa-B-Oszillation unterbrechen, was neue therapeutische Möglichkeiten ergibt.

Um die Ergebnisse im Hinblick auf den Menschen zu bewerten, wurden humanisierte Mausmodelle mit menschlichem Darmgewebe und Immunzellen generiert. Mit dieser sehr aussagefähigen Methode könnte sich die NF-kappa-B-Dynamik an menschlichem Gewebe untersuchen lassen. Eine Genexpressionsanalyse an diesen Mäusen und Patientenproben wird weitere therapeutische Zielstrukturen für die Behandlung von IBD wie auch Biomarker für die Schwere der Erkrankung hervorbringen, von denen einige als Diagnose-Indikatoren dienen könnten.

In der nächsten Projektphase sollen an IBD-Patienten aus Maastricht prospektive Studien mit Schwerpunkt auf Krankheitsverlauf, Schüben von Darmentzündungen und wirksamen Therapien durchgeführt werden.

Insgesamt werden die Ergebnisse von SYSMEDIBD helfen, die IBD-Ätiologie zu verstehen, die Diagnose zu vereinfachen und neuartige Therapien hervorzubringen.