Schijnbaar identieke bacteriën kunnen een ander effect hebben

Ons darmmicrobioom - het complement van bacteriën die we in onze darmen met ons meedragen - is in verband gebracht met alles, van obesitas en diabetes tot hartaandoeningen en zelfs neurologische aandoeningen en kanker. In recente jaren, onderzoekers hebben de verschillende bacteriesoorten doorzocht die het microbioom bevolken, vragen welke van hen betrokken kunnen zijn bij specifieke aandoeningen. Maar een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuur beantwoordde een nieuwe vraag:"Wat als dezelfde microbe bij verschillende mensen anders is?"

Het is al lang bekend dat het genoom van microben niet vanaf de geboorte vastligt, zoals die van ons zijn. Ze kunnen een deel van hun genen verliezen, genen uitwisselen met andere micro-organismen, of nieuwe uit hun omgeving halen. Dus, een gedetailleerde vergelijking van de genomen van schijnbaar identieke bacteriën zal DNA-sequenties onthullen die in het ene genoom voorkomen en niet in het andere, of mogelijk reeksen die slechts één keer in de ene en meerdere keren in andere voorkomen. Deze verschillen worden structurele varianten genoemd. Structurele varianten - zelfs kleine - kunnen zich vertalen in enorme verschillen in de manier waarop microben omgaan met hun menselijke gastheren. Een variant kan het verschil zijn tussen een goedaardige aanwezigheid en een pathogene, of het kan bacteriën resistent maken tegen antibiotica.

Drs. David Zeevi en Tal Korem, aanvankelijk in het laboratorium van prof. Eran Segal in het Weizmann Institute of Science en vervolgens in hun huidige functies aan de Rockefeller- en Columbia-universiteiten, algoritmen ontwikkeld die systematisch structurele varianten in menselijke darmmicrobiomen identificeren. De onderzoekers begonnen met microbiomen van bijna 900 Israëlische proefpersonen, waarin ze erin slaagden er meer dan 7 te identificeren, 000 varianten. Volgende, gingen ze een samenwerking aan met Nederlandse onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen, in Nederland, en ze zochten naar deze varianten in het microbioom van een grote groep Nederlandse proefpersonen. De meeste structurele varianten die ze bij de Israëlische proefpersonen hadden geïdentificeerd, waren ook te vinden bij de Nederlandse, ondanks de verschillen in genetica en levensstijl tussen de groepen.

De wetenschappers vroegen vervolgens of een van de structurele varianten die ze hadden geïdentificeerd verband houden met gezondheid of ziekte. De groep daagde meer dan 100 op die verband hielden met risicofactoren voor ziekte. Veel van deze associaties werden opnieuw gerepliceerd in het Nederlandse cohort.

In een geval, individuen die een bepaalde variant in het genoom van een bepaalde microbiële soort in hun microbioom hadden, waren 6 kg dunner en hadden een 4 cm smallere taille, gemiddeld, dan individuen die dezelfde microbe hadden - maar een die die specifieke variant niet herbergde. De wetenschappers analyseerden vervolgens de genen die op deze variant zijn gecodeerd en ontdekten dat het de bacterie het potentiële vermogen geeft om bepaalde suikers om te zetten in een stof die butyraat wordt genoemd. Butyraat is een klein vetzuur dat ruikt naar ranzige boter (vandaar de naam, van het oude Grieks voor "boter"); ondanks zijn geur, Het is aangetoond dat butyraat ontstekingsremmende effecten heeft en een positieve invloed heeft op de stofwisseling. Dit vermogen, zeggen de wetenschappers, zou kunnen helpen bij het verklaren van het gewichtsverschil tussen degenen die bacteriën met en die zonder de structurele variant dragen.

De bevinding suggereert dat de methode die de groep ontwikkelde onderzoekers zou kunnen helpen de verbindingen tussen ons microbioom, gezondheid en ziekte op significante manieren die met andere middelen over het hoofd zouden kunnen worden gezien. "Het echte potentieel van deze aanpak, " zegt Zeevi, "is dat het ons in staat stelt om te zoeken naar de werkelijke mechanismen achter de associaties die we vinden."

Segal schat dat er mogelijk tienduizenden structurele varianten zijn binnen het menselijke darmmicrobioom en duizenden hiervan kunnen in verband worden gebracht met ziekte en ziekterisico. Omdat de samenstelling van het microbioom betrokken is bij zoveel verschillende syndromen en aandoeningen, dit onderzoek kan een blijvende impact hebben op de zoektocht naar betere, meer gerichte probiotica voor de behandeling van ziekten.

• Visslijm kan een potentiële bron van antibiotica zijn, blijkt uit onderzoek
• Het opleiden van artsen alleen heeft mogelijk geen merkbaar effect op het voorschrijfpercentage,