Effect van darmflora bij infectiebescherming

Kan de darmflora gemodelleerd worden als bescherming tegen infecties?
Het belang van de darmflora (microbiome) voor het immuunsysteem is al bewezen door tal van studies. Omgekeerd rijst de vraag hoe de darmflora zo kan worden ontworpen dat deze een zo breed mogelijke bescherming tegen infectie biedt. Hiervoor moet echter eerst het beschermende effect van individuele bacteriestammen worden gedecodeerd, wat kan worden gedaan met behulp van een nieuw model.

Wetenschappers van het Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München, Technische Universiteit van München en de Universiteit van Wenen zijn een mengsel van 15 bacteriën in een muismodel die beschermt tegen salmonella even goed als de natuurlijke darmflora vastgesteld. Op basis van het model de wisselwerking van de darmflora met gastheer en pathogenen u de eerste specifiek onderzocht de toekomst, de boodschap van de LMU. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in het tijdschrift "Nature Microbiology".

De darmflora heeft verstrekkende gevolgen voor de bescherming van infecties, die nu in een nieuw model kunnen worden onderzocht. (Afbeelding: Alex / fotolia.com)

Een gezonde darmflora zorgt voor een goede infectiebescherming
De vele micro-organismen in onze darmen vormen een complexe gemeenschap. "Deze natuurlijke darmflora beschermt zeer efficiënt tegen infecties, zoals Salmonella of Clostridium difficile, de verwekker van antibiotica-geassocieerde diarree," meldt de LMU. Het onderzoeksteam onder leiding van LMU bioloog professor Bärbel Stecher worden dat "er in geslaagd het muismodel, een consortium - dat is een bacteriële gemeenschap -. Voor slechts 15 bacteriesoorten die dezelfde bescherming tegen infectie kan veroorloven als het gevarieerde natuurlijke darmflora te vestigen"

Interactie van de darmflora met de gastheer en pathogenen
Volgens de onderzoekers zal het nieuwe model gerichte studies mogelijk maken over de interactie van de darmmicrobiota met de gastheer en ziekteverwekkers in de toekomst. Dit kan de ontwikkeling van nieuwe therapieën op de lange termijn mogelijk maken, meldt de LMU. Als bijvoorbeeld het beschermende effect van individuele bacteriën kan worden bepaald, kan de darmflora ook op een gerichte manier worden gemodelleerd om infecties te voorkomen.

Welke bacteriën infectiebescherming veroorzaken?
De technische term voor het beschermmechanisme van de darmflora tegen ziekteverwekkers is 'kolonisatiebestendigheid'. Veranderingen in de darmflora, zoals die veroorzaakt door de inname van antibiotica, kunnen deze resistentie tegen kolonisatie tenietdoen, verklaren de wetenschappers. "Het blijft echter onduidelijk welke rol individuele bacteriesoorten spelen in resistentie tegen kolonisatie", zegt prof. Bärbel Stecher. Dit is waar het nieuwe model in de toekomst zal helpen.

Kiemvrije muizen bevolkt met kunstmatige darmflora
Om de functies van de darmmicrobiota te ontcijferen, identificeerden de onderzoekers voor het eerst "een minimaal consortium van 12 bacteriesoorten" dat representatief is voor de muis. Steriele muizen werden gekoloniseerd door dit consortium dat bekend staat als Oligo-MM-12, maar de kunstmatige darmflora bood niet dezelfde bescherming tegen salmonella als het natuurlijke microbioom. Daarom hebben de wetenschappers gezocht naar een nieuwe aanpak om de ontbrekende bacteriën te identificeren. Hiervoor gebruikten ze het zogenaamde "Genome-guided-microbiota-design".

Optionele anaerobe bacteriën van bijzonder belang
"We vergeleken de genetische informatie van oligo-MM-12 met die van normale complexe microbiota en identificeerden de gengroepen die ontbreken in het consortium", legt prof. Stecher uit. Bovenal ontbraken kenmerkende genen voor zogenaamde "facultatieve anaerobe bacteriën". Deze speciale groep bacteriën kan optimaal groeien in de aanwezigheid van zuurstof, maar ook gedijen zonder zuurstof. Salmonella zijn ook facultatieve anaëroben, rapporteren de onderzoekers. Daarentegen waren de bacteriën in het Oligo-MM-12-consortium voornamelijk obligaat anaëroben waarvoor zuurstof giftig is.

Bescherming tegen Salmonella vergelijkbaar met de natuurlijke darmflora
In de volgende stap, de onderzoekers daarom "consortium voegde drie optreedt bij muizen intestinale facultatief anaërobe bacteriën" en bewees experimenteel dat "een Kolonisierungsresistenz tegen salmonella alleen deze combinatie wordt bereikt die vergelijkbaar muizen met een natuurlijk complex microbiota" rapporteert prof. Stecher.

Functies van de darmflora specifiek ontcijferbaar?
Volgens wetenschappers kan de geïdentificeerde consortium en het nieuwe principe van "Genome-geleide-microbiota-ontwerp" een beslissende bijdrage leveren aan belangrijke nog onbekende functies van de darmflora te ontdekken. Ook kunnen groepen van bacteriën die geschikt zijn voor de behandeling van zieke functies van de darmflora zijn vast te stellen, schrijven de onderzoekers. (Fp)