Der menschliche Darm beherbergt mehr als 100 Billionen Bakterien, was in etwa 2 kg unseres Körpergewichts entspricht. Die Gemeinschaft dieser Bakterien wird als „Darm-Mikrobiota“ bezeichnet, wobei die meisten Mitglieder derzeit noch völlig unerforscht sind. Die Mikroorganismen im Darm spielen eine entscheidende Rolle für eine gesunde Verdauung, haben aber auch einen großen Einfluss auf das Körpergewicht, das Immunsystem und die Hormonausschüttung. Zusätzlich dienen unsere Darmbakterien auch dem Schutz vor Besiedelung durch krankheitserregende Mikroorganismen. Im Gegenzug kann gestörte Darmflora (Dysbiose) Krankheiten wie Darmkrebs, entzündliche Darmerkrankungen (bspw. Reizdarm), schweren Durchfall, Nahrungsmittelunverträglichkeiten und Infektionen verursachen. Weltweit leiden ca. 20 Millionen Menschen an entzündlichen Darmerkrankungen, wobei allein Durchfallerkrankungen zu jährlich ca. 1,5 Millionen Todesfällen führen.
Neueste wissenschaftliche Erkenntnisse deuten auf eine lebhafte Kommunikation zwischen den Darmbakterien und dem Darm hin. Zur Verständigung benutzen die Bakterien häufig Effektoren, die direkt im Darm freigesetzt werden. Diese können in tiefere, für Bakterien unzugängliche Gewebeschichten vordringen, und sich dadurch systemisch verbreiten. Solche Effektoren reichen von einzelnen Molekülen bis zu komplexen Aggregaten mit vielseitiger Zusammensetzung. Somit besitzen die Bakterien und unser Darm eine gemeinsame Sprache, in der die Wörter durch verschiedene Effektoren symbolisiert werden. Um diese Sprache zu verstehen, müssen wir die Bedeutung der Wörter/Effektoren kennen. Im Rahmen des BioTechMed-Projekts (Sekretom) verwenden wir neueste Methoden, um am Beispiel zweier bakterieller Effektoren (Tilivalline und Membranvesikel) mehr über die Sprache zwischen Bakterien und Darm zu lernen. Dazu untersuchen wir im Rahmen dieses Projekts die physiologischen Auswirkungen der Effektoren, sowohl lokal auf die Darmzellen, als auch systemisch auf den gesamten Organismus. Die beiden Effektoren wurden gezielt ausgewählt, da sie abhängig von der Menge und/oder Zusammensetzung zur Gesundheit oder Erkrankung des Darms beitragen können. Somit hat die Forschung an diesen Effektoren eine hohe Relevanz für die Entwicklung zukünftiger therapeutischer Anwendungen um Darmerkrankungen vorzubeugen oder zu bekämpfen.