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Deciphering host-gut microbiota spatio-functional plasticity in inflammation

Description du projet

Interactions de rétroaction entre l’hôte et les bactéries intestinales lors d’une inflammation

Le microbiote intestinal apparaît comme un régulateur essentiel de la santé. La maladie de Crohn (MC) met en évidence l’importance de l’organisation spatiale du microbiote lorsque des zones d’inflammation intestinale sont entourées de régions non enflammées chez le même hôte. Des études antérieures ont mis en évidence une rétroaction fonctionnelle hôte-microbe dans l’adaptation bactérienne des fonctions immunomodulatrices, notamment des altérations dans les bactéries intestinales des patients atteints de la MC. Le projet ExtractABact, financé par l’UE, propose d’étudier la plasticité spatio-fonctionnelle bactérienne et les interactions hôte-microbe dans la MC, en affectant l’inflammation. La combinaison des approches de microbiologie, d’immunologie et de biologie des systèmes permettra de comprendre la plasticité fonctionnelle bactérienne pendant l’inflammation, les mécanismes de rétroaction et le rôle potentiel dans l’initiation de l’inflammation intestinale.

Objectif

Over the past two decades, gut bacteria have emerged as major regulators of human health. The focus in the field thus far has been on bacterial taxonomy, with their spatial organization and functionality largely overlooked. Crohn’s disease (CD) vividly portrays this spatiofunctional dimension, as it features patches of gut inflammation (skip lesions) surrounded by uninflamed regions—in the same host—with a clear demarcation but unknown cause. Our preliminary data demonstrate host-microbe functional feedback loops in which bacterial strains can adapt and modify their immunomodulatory functions in response to the host. Moreover, we find functional alterations in gut bacteria of IBD patients. Thus, we hypothesize that bacterial spatio-functionality can be largely affected by host physiology, and, in turn, modulate the pathophysiological state, creating a functional feedback loop.
We propose to study bacterial spatiofunctional plasticity and mechanisms of host-microbe interactions in CD, and their potential causal effects on inflammation, combining microbiology, immunology and systems biology approaches. We intend to focus on three independent yet complementary aims: (1) Characterize host-microbe spatio-functional alterations in skip lesions and assess their potential causal effects on inflammation; (2) Decipher the functional and molecular mechanisms of host-microbe feedback loops in healthy and inflamed intestines; and (3) Develop a toolbox for high-resolution functional analyses of gut bacteria directly in their natural environments.
This study will address, for the first time, bacterial functional plasticity in response to host inflammation, unveiling the phenomena, its mechanism of action, and potential causal effects on gut inflammation. Such understanding can shift our perception on microbiota-host interactions, may explain contradictions in the field, point to novel contributing factors to CD and related disorders, and guide future translational studies.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-STG

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Institution d’accueil

TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Contribution nette de l'UE
€ 1 997 500,00
Coût total
€ 1 997 500,00

Bénéficiaires (1)