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

Descrizione del progetto

Trattamento antibiotico e risposte immunitarie intestinali

Gli antibiotici beta-lattamici, che rappresentano circa la metà di tutto l’uso clinico di antibiotici, agiscono distruggendo la parete cellulare batterica, secondo un processo che rilascia frammenti di parete cellulare in grado di attraversare la mucosa intestinale e attivare le vie di segnalazione immunitaria, innescando potenzialmente un’infiammazione; ciononostante, l’entità di questa risposta e l’eventuale differenza tra batteri resistenti e sensibili ai farmaci sono tuttora poco comprese. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto PG-BIR utilizzerà organoidi intestinali e modelli del tipo «organo su chip» per quantificare il rilascio di frammenti di parete cellulare e misurare le conseguenti risposte immunitarie, mettendo in atto un raffronto tra ceppi batterici resistenti e sensibili che aprirà la strada a regimi antibiotici più sicuri e a strategie avanzate di gestione degli antimicrobici.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

INSTITUT PASTEUR
Contributo netto dell'UE
€ 242 260,56
Indirizzo
RUE DU DOCTEUR ROUX 25-28
75724 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato