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Deciphering host-gut microbiota spatio-functional plasticity in inflammation

Descrizione del progetto

Interazioni feedback tra ospite e batteri intestinali durante l’infiammazione

Il microbiota intestinale sta emergendo sempre più come elemento fondamentale per regolare la salute. La malattia di Crohn evidenzia l’importanza dell’organizzazione spaziale del microbiota, poiché presenta chiazze di infiammazione intestinale circondate da regioni non infiammate nello stesso ospite. Studi precedenti indicano una risposta funzionale tra ospite e microbo nell’adattamento batterico delle funzioni immunomodulatorie, comprese le alterazioni dei batteri intestinali dei pazienti colpiti da tale malattia. Il progetto ExtractABact, finanziato dall’UE, si propone di studiare la plasticità spaziale-funzionale dei batteri e le interazioni ospite-microbo nella malattia di Crohn, influenzando l’infiammazione. La combinazione di approcci microbiologici, immunologici e basati sulla biologia dei sistemi consentirà di comprendere la plasticità funzionale dei batteri durante l’infiammazione, i meccanismi di feedback e il ruolo potenziale nell’avvio dell’infiammazione intestinale.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG

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Istituzione ospitante

TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Contributo netto dell'UE
€ 1 997 500,00
Costo totale
€ 1 997 500,00

Beneficiari (1)