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Elucidating the Role of Peptidoglycan Fragments in β-Lactam-Induced Host Immune Responses

Projektbeschreibung

Antibiotikatherapie und Immunantworten im Darm

Beta-Lactam-Antibiotika machen ungefähr die Hälfte des gesamten klinischen Antibiotikaeinsatzes aus und wirken, indem sie die bakterielle Zellwand zerstören. Durch diesen Prozess werden Zellwandfragmente freigesetzt, welche die Darmschleimhaut passieren und Immunsignalwege aktivieren können, was möglicherweise Entzündungen auslöst. Das Ausmaß dieser Reaktion und die Frage, ob es Unterschiede zwischen arzneimittelresistenten und empfindlichen Bakterien gibt, sind allerdings noch weitgehend ungeklärt. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird das PG-BIR-Projekt Darmorganoide und „Organ-on-Chip“-Modelle einsetzen, um die Freisetzung von Zellwandfragmenten zu quantifizieren und die daraus resultierenden Immunreaktionen zu messen. Der Vergleich zwischen resistenten und empfindlichen Bakterienstämmen wird den Weg für sicherere Antibiotikatherapien und fortgeschrittenen Strategien zum verantwortungsvollen Umgang mit Antibiotika ebnen.

Ziel

β-Lactam antibiotics constitute roughly half of clinical use and act by inhibiting peptidoglycan (PG) biosynthesis, causing lysis. The resulting PG fragments can traverse the small-intestinal epithelium and activate NOD1/NOD2–NF-κB signalling, yet the scale and consequences of β-lactam–induced PG release—particularly in multidrug-resistant (MDR) versus susceptible bacteria—remain poorly defined. PG-βIR will delineate how clinically used β-lactams modulate PG-fragment outputs and host responses. I will deploy small-intestinal apical-out organoids and a small-intestine organ-on-chip to quantify transepithelial PG flux by LC–MS/MS muropeptidomics, epithelial signalling (NF-κB readouts, cytokines) and barrier function, and we will test mechanistic requirements using organoids from knockout lines in epithelial transport and innate recognition (SLC15A1, SLC46A2, RNF43, NOD1, NOD2, IL-1Ra). Comparative panels will include resistant and susceptible Escherichia coli and Enterococcus faecalis; the most pro-inflammatory resistant E. coli identified ex vivo will progress to in-vivo validation. In-vivo confirmation will use gnotobiotic mice under β-lactam exposure, with compartment-resolved PG profiles (lumen, tissue, serum), NF-κB activation and cytokines analysed under a pre-specified plan. The programme is organoid-first to minimise animal use; in-vivo work confirms key mechanisms.
Expected outputs are a comparative atlas of β-lactam-induced PG outputs in MDR versus susceptible backgrounds, a mechanistic map of epithelial transport/sensing for PG translocation, and an inflammatory signature linking PG species to NOD1/NOD2 responses. These decision-grade results will inform antimicrobial stewardship (integrating inflammatory risk) and guide safer β-lactam regimens and next-generation dual-action prodrugs; data and protocols will follow FAIR, with open LC–MS/MS datasets and organoid/organ-on-chip methods.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

INSTITUT PASTEUR
Netto-EU-Beitrag
€ 242 260,56
Adresse
RUE DU DOCTEUR ROUX 25-28
75724 Paris
Frankreich
Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
Keine Daten