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Spatio-Temporal Regulation of Inflammation and Tissue Regeneration: Studying the immune system - tissue - microbiota communication to develop targeted therapies for immune-mediated diseases and cancer

Description du projet

Le cancer colorectal pourrait être causé par une protéine capricieuse

La réparation tissulaire est régulée par une interconnexion complexe entre le système immunitaire, le tissu endommagé et le microbiote. Pour compliquer la situation, l’inflammation peut jouer un rôle positif ou négatif. Les mécanismes moléculaires sous-jacents aux interactions sont assez méconnus. La maladie inflammatoire chronique de l’intestin et le cancer colorectal permettent d’examiner les relations entre l’inflammation, l’immunité, le microbiote, la réparation tissulaire et les voies de signalisation qui dérapent. Le projet REpAIR, financé par l’UE, étudie l’interleukine-22 (IL-22) et son inhibiteur dans ces maladies. L’IL-22, produite par des cellules immunitaires, agit sur les cellules épithéliales de l’intestin pour moduler la composition du microbiote et favoriser la régénération des tissus. Toutefois, elle peut également encourager une inflammation chronique et le cancer. Les résultats feront la lumière sur la manière dont les mêmes voies peuvent entraîner une réparation physiologique ou une maladie, et mettre en avant des thérapies ciblées pour les maladies liées à l’immunité et le cancer.

Objectif

Inflammation is fundamental to promote tissue regeneration upon injury, and in turn, the resolution of the immune response. Physiological tissue regeneration depends on fine-tuned interaction between the immune system, the tissue, and the microbiota. However, the complex communication between these three components and the molecules that mediate it are unclear. Understanding this is fundamental to prevent immune-mediated diseases and even cancer. This is particularly important at mucosal surfaces, where continued regeneration occurs. Therefore, we hypothesize that inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) are a consequence of a miscommunication between these components.
Interleukin-22 (IL-22) is one key orchestrator of this communication: It is produced by immune cells and by acting on intestinal epithelial cells, it modulates the composition of the microbiota and promotes tissue regeneration. However, IL-22 can also promote both chronic inflammation and cancer. Exactly what regulates these paradoxical effects remains unclear. Of note, there is an endogenous inhibitor of IL-22, namely IL-22 binding protein (IL-22BP), which blocks IL-22 activity. We hypothesize that a misguided spatio-temporal regulation of the IL-22 – IL-22BP axis is the cause of pathogenic effects of IL-22.
In particular, we will analyse: (i) the location, and the functional and molecular heterogeneity; (ii) the origin and fate of IL-22 and IL-22BP producing immune cells; and (iii) the role of the microbiota in regulating them. To this end, we will use new transgenic and gnotobiotic mouse models, single cell RNA sequencing and human samples.
In short, by studying the IL-22 - IL-22BP axis, we will understand how the complex interactions between the immune system, the tissue, and the microbiota lead to either physiological or pathological tissue regeneration. This will provide the basis for therapies controlling inflammation and tissue regeneration in a spatio-temporal manner.

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Institution d’accueil

UNIVERSITAETSKLINIKUM HAMBURG-EPPENDORF
Contribution nette de l'UE
€ 1 356 125,00
Adresse
Martinistrasse 52
20251 Hamburg
Allemagne

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Région
Hamburg Hamburg Hamburg
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 356 125,00

Bénéficiaires (2)