Projekt 08

Diätetische Interventionen zur Prävention von Infektionskrankheiten

• Projektleiter:innen:
  • TUD: Hani Harb & Nikolaos Perakakis
  • UZH: Philipp Gerber & Annelies Zinkernagel
• Student:innen:
  • TUD: Sol Seo (Promotionsstudentin im 1. Jahr), Trishla Adhiraki (angeschlossene Doktorandin im 2. Jahr), Nadia Schlebe (Dr. med. Studentin)

  • UZH: Leonie Mönch (Promotionsstudentin im 2. Jahr), Lorenz Klein (Promotionsstudentin im 1. Jahr)

Hintergrund:

Die nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist die häufigste chronische Lebererkrankung und wird als hepatische Manifestation des metabolischen Syndroms angesehen (153). NAFLD ist durch die Ansammlung von Fett in der Leber (Steatose) gekennzeichnet, die sich zu einer Leberentzündung (nicht-alkoholische Steatohepatitis, NASH) und in späteren Stadien zu Leberfibrose und Leberzirrhose entwickeln kann. Neuere Studien haben gezeigt, dass NAFLD mit einem erhöhten Risiko für schwere Infektionen verbunden ist. Dieses Risiko ist in allen Stadien der NAFLD erkennbar und steigt mit dem Fortschreiten der Erkrankung an. Wichtig ist, dass dieses erhöhte Risiko auch nach Anpassung an alle Parameter des metabolischen Syndroms und nach Durchführung entsprechender Sensitivitätsanalysen bestehen bleibt. Die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Assoziation sind weitgehend unbekannt, es wird jedoch spekuliert, dass eine Dysregulation des angeborenen und adaptiven – zellulären Immunsystems auftreten könnte, ähnlich den Störungen der Immunantwort, die bei Typ-2-Diabetes beobachtet werden.

Intermittierendes Fasten (d.h. alternierendes Fasten [ADF] oder zeitlich begrenzte Nahrungsaufnahme [TRF]) hat gezeigt, dass es den Zustand der Leber verbessert und bei Erwachsenen mit NAFLD zu Gewichtsverlust führt. Zusätzlich wurden beim intermittierenden Fasten immunmodulatorische Vorteile bei gesunden Menschen sowie bei Menschen mit Adipositas festgestellt. Ob die Verbesserung des Leberzustands durch intermittierendes Fasten die Immunantwort wiederherstellen und die Anfälligkeit sowie die Schwere von Infektionen bei Patienten mit NAFLD verringern kann, bleibt eine kritische und bisher unbeantwortete Frage. Ebenso ist unklar, ob ADF oder TRF für die Immunantwort auf Infektionen vorteilhafter sind und ob eventuelle Schutzwirkungen gegen schwere Infektionen teilweise oder ausschließlich auf den damit verbundenen Gewichtsverlust durch die Ernährung zurückzuführen sind.

Ziele:

Das erste Ziel dieses Projekts ist es zu untersuchen, ob die Entwicklung und das Fortschreiten der NAFLD durch Überernährung mit Veränderungen sowohl der angeborenen als auch der adaptiven Immunantwort (Neutrophile, Monozyten, angeborene lymphoide Zellen und T-Zellen) einhergehen, die das Risiko für schwere Infektionen erhöhen könnten. Das zweite Ziel des Projekts ist es zu evaluieren, ob intermittierendes Fasten (ADF oder TRF) in der Lage ist, die durch Überernährung bedingten NAFLD-assoziierten Störungen im Immunsystem wiederherzustellen und somit das Risiko für schwere Infektionen zu verringern. Das dritte Ziel ist es zu prüfen, ob die Wiederherstellung der Immunantwort je nach Art des intermittierenden Fastens (ADF oder TRF) unterschiedlich ausfällt und ob diese teilweise oder vollständig vom Gewichtsverlust abhängig ist.

Mehrwert durch die Zusammenarbeit zwischen Dresden und Zürich:

Die Gruppe von Perakakis verfügt über Expertise im Bereich Metabolismus/NAFLD, und die Gruppe von Harb im Bereich infektiöse Immunologie. Beide sind verantwortlich für die NAFLD-Mausmodelle der Virusinfektion. Die Gruppe von Zinkernagel hat große Expertise in bakteriellen Infektionen und ist zuständig für das Staphylococcus-aureus-Infektionsmodell sowie für die ex vivo Untersuchungen nach bakterieller Herausforderung. Die Gruppe von Gerber hat Expertise in klinischer Ernährung und Metabolismus und ist verantwortlich für die diätetische Intervention beim Menschen.

Synergien:

Wir werden mit den Projekten 5 und 7 in einer klinischen Studie zusammenarbeiten, die schlanke und adipöse Personen mit unterschiedlichen glykämischen Zuständen mit oder ohne NAFLD umfasst, um die Ziele der drei Projekte zu bearbeiten. Zusätzlich werden wir mit Projekt 6 interagieren, um die Virusreplikationskinetik in Atemwegsepithelzellen von Menschen mit bzw. ohne NAFLD sowie vor und nach diätetischen Interventionen zu untersuchen. Darüber hinaus freuen wir uns auf die Zusammenarbeit mit Projekt 3, um zu evaluieren, ob eine späte Infektion (geplant in unserem Projekt) nach Etablierung von NAFLD (hepatische Komponente des metabolischen Syndroms) die Adipogenese regulieren kann und ob diätetische Interventionen diese Effekte verhindern können. Weitere Interaktionen mit den Projekten 1, 2 und 4 sind in deren jeweiligen Synergiebereichen beschrieben.