Das Mikrobiom spielt eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der menschlichen Gesundheit, indem es das Immunsystem formt und die Homöostase aufrechterhält. Die im menschlichen Körper lebenden Bakterien sind in der Lage, die angeborenen und adaptiven Immunreaktionen des Wirts zu stimulieren, um eine effiziente und schnelle Abwehr von Krankheitserregern zu gewährleisten. Es wurde vorgeschlagen, dass das Mikrobiom der vorderen Nasenhöhle mit Viren interagiert und dadurch das Risiko von Atemwegsinfektionen modifiziert. Die Identifizierung eines prädisponierenden Mikrobioms ist eine Herausforderung, da sie eine lange Nachbeobachtung der Teilnehmer erfordert - bisher haben nur wenige prospektive Studien bei Erwachsenen das nasale Mikrobiom vor einer viralen Infektion untersucht. Die deutsche Nationale Kohorte (NAKO) ist die größte bevölkerungsbasierte Kohortenstudie in Deutschland, die 5.000 phänotypische Informationen über jeden ihrer 200.000 Teilnehmer gesammelt hat. Dazu gehören Nasenabstriche, die in RNA-stabilisierenden Flüssigkeiten aufbewahrt werden. Im Mai 2020 führte die NAKO bei allen Teilnehmern eine gezielte COVID-19-Befragung durch, um Daten zur Verbreitung, zum Verlauf und zu den Auswirkungen von COVID-19 in Deutschland zu erhalten. Rund 159.000 NAKO-Teilnehmer haben an der Umfrage teilgenommen; darunter meldeten 600 Teilnehmer eine symptomatische Infektion mit SARS-CoV-2, die durch einen PCR-Test bestätigt wurde. Damit ist die NAKO die einzige bevölkerungsbasierte Kohortenstudie weltweit, die derzeit Informationen über das nasale Mikrobiom vor der Pandemie mit individuellen Infektionsverläufen in der Frühphase der Pandemie in Verbindung bringen kann.

Ziel dieses Projekts ist die Ableitung von Mikrobiom-Clustern (zusammen mit ihren jeweiligen Zusammensetzungsmustern) in der vorderen Nasenhöhle, die das Risiko einer SARS-CoV-2-Infektion vorhersagen, sowie die Identifizierung von Determinanten der Cluster. Das Wissen über die Determinanten der Mikrobiom-Cluster wird es ermöglichen, die Möglichkeit zu bewerten, das Risiko einer SARS-CoV-2-Infektion durch Veränderungen im Mikrobiom zu verringern. Die Entflechtung verschiedener Beiträge und die Abschätzung kausaler Zusammenhänge werden wiederum neue analytische Herausforderungen mit sich bringen, die durch die konsequente Anwendung bewährter Verfahren der statistischen Analyse und die Anpassung modernster Methoden angegangen werden sollen. Die Breite der in der NAKO-Studie verfügbaren Informationen bietet eine einzigartige Gelegenheit zu bewerten, ob prädiktive Informationen im nasalen Mikrobiom Teile der Varianz des SARS-CoV-2-Infektionsrisikos abdecken, die durch andere in der NAKO-Studie verfügbare Variablen nicht erfasst werden. Die Identifizierung von Hochrisikopersonen wird bei der Zuweisung knapper Ressourcen, z. B. Impfstoffe, während der COVID-19-Pandemie helfen. Das Verständnis der ursächlichen Faktoren für das Risiko einer SARS-CoV-2-Infektion wird es auch den Grundlagenforschern in der Virologie ermöglichen, die molekularen Mechanismen der bakteriell-viralen Interaktionen zu untersuchen. Dies kann die Entdeckung neuer präventiver Medikamente fördern.