| Das menschliche Mikrobiom hat sich im letzten Jahrzehnt zu einem essentiellen Thema in der Forschung entwickelt. Viele Publikationen im Feld der Mikrobiomforschung beschäftigten sich hauptsächlich mit der Zusammensetzung des Mikrobioms und seinen Interaktionen mit Umwelt und insbesondere dem Wirt.
Das Hauptziel meiner Doktorarbeit war, die folgenden Fragen bezüglich Interaktionen des Mikrobioms mit Wirt und Umwelt zu beantworten: Könnte die direkte Umwelt eine Quelle für Menschen-assoziierte anaerobe Mikroorganismen sein? Sind anaerobe Mikroorganismen in der Lage in einer aeroben Umgebung zu überleben? Stehen frühgeburtliche Wehen im Zusammenhang mit Veränderungen des vaginalen und Urin-Mikrobioms, oder mit Veränderungen der Zusammensetzung der sogenannten humanen Milch-Oligosaccharide (HMOs)? Gibt es Zusammenhänge zwischen HMOs und dem Mikrobiom in Vagina und Harn?
Sind sogenannte universale Analysemethoden ausreichend um archaeelle Gemeinschaften im menschlichen Körper zu bestimmen? Welche archaeellen Profile von archaeellen Gemeinschaften sind in verschiedenen Körperbereichen zu finden?
Proben von allen Projekten wurden mit verschiedenen molekularen Methoden analysiert, nämlich mikrobielle Amplikonsequenzierung and quantitative PCR, projektspezifisch wurden weiterhin Fluorescence in situ hybridization, Sauerstoff-Toleranztest und HMO Analyse hinzugezogen.
Im Häuslichen Mikrobiom Projekt haben wir das Mikrobiomprofil von Proben des Badezimmerbodens untersucht und zwischen freier DNA und DNA aus Zellen mit intakter Zellwand oder Membran unterschieden. Die Analyse ergab, dass Proben vom Badezimmerboden hauptsächlich Signaturen von Mikroben aufweisen, die grundsätzlich mit der menschlichen Haut, dem Darm und dem Urogenitaltrakt assoziiert werden. Anaerobe Mikroorganismen konnte ebenfalls detektiert werden, obwohl die relative Abundanz dieser Mikroorganismen in Proben mit DNA aus Zellen mit intakter Zellwand deutlich verringert war. Darüberhinaus konnten wir zeigen, dass die auf dem Badezimmerboden nachweisbaren archaeellen Methanogene vom Menschen stammen und dass Methanogene grundsätzlich in aeroben Umgebungen bis zu 24 Stunden überleben können. Daher könnte das häusliche Mikrobiom durchaus eine Quelle für anaerobe Mikroorganismen darstellen.
Die Resultate des UMIC Projekt haben gezeigt, dass bestimmte Mikroorganismensignaturen in Vagina und Harn mit vorzeitigen Wehen, kurzem Gebärmutterhals und Frühgeburten assoziiert werden können. Darüber hinaus beobachteten wir Assoziationen zwischen sialylierten HMOs, insbesondere 3’Sialyllactose, mit Frühgeburten, hohen Entzündungswerten und kurzem Gebärmutterhals, und konnten bestätigen dass HMOs das Mikrobiomprofil beeinflussen.
Im letzten Projekt – das Menschliche Archaeom – demonstrierten wir die Unzulänglichkeiten von oft genutzten, universellen Methoden Archaeen in menschlichen Proben im vollen Umfang nachzuweisen, und betonen mit unseren Analysen die Notwendigkeit der Verwendung von speziellen, archaeen-fokussierten Methoden in zukünftigen Mikrobiomstudien. Darüber hinaus bestätigten wir erneut die Körperstellen-spezifische Distribution von verschiedenen Archaeen. Die meisten Körperstellen tragen gleicherweise spezifische Taxa, z.B. Methanobrevibacter, Methanobacterium und Methanosphaera, obwohl manche Körperstellen eine hohe archaeelle Diversität aufweisen, wie z.B. die Nasenhöhle.
Diese Arbeit erweitert das Wissen um häusliche Mikrobiome, die Mikrobiom-Zusammensetzung während der Schwangerschaft – besonders bei Frauen mit hohem Frühgeburtenrisiko – und das menschliche Archaeom. Diese Resultate werden zur Entwicklung zukünftiger Studien zum menschlichen Mikrobiom und seinen Interaktionen mit Wirt und Umgebung beitragen.
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