Ons lichaam is een bacterie

Onze darmen zijn een “dierentuin” die miljarden micro-organismen (10 keer meer dan eigen menselijke cellen) herbergen. Er zijn ongeveer 1000 soorten met een 100 keer grotere genetische diversiteit dan de menselijke. De studie van miljarden micro-organismen die binnen onze darmen leven, zijn de behandelingen aan het veranderen van gastro intestinale-, cardiovasculaire aandoeningen en zelfs stoornissen zoals autisme. De veranderingen die zich voordoen in deze populatie van micro-organismen hebben ernstige gevolgen voor de gezondheid. In feite is de invloed op het lichaam zo groot, dat ze het gedrag en de hersenontwikkeling kunnen beïnvloeden. Studies hebben aangetoond dat proefdieren die opgroeien in de totale afwezigheid van bacteriën, een slechte fysieke ontwikkeling doormaken, onvolgroeide hersenen krijgen en een onvolledig immuunsysteem hebben.
Het “Human Genome Project” stelde de genetische informatie vast in 10% van de cellen die deel uitmaken van het menselijk lichaam. De overige 90% zijn geen menselijke cellen, maar een echt ecosysteem van 100 miljarden bacteriën die in ons lichaam leven. Ze zijn microbioom genoemd, en de wetenschap ontdekt bijna dagelijks nieuwe bewijzen dat ze essentieel zijn voor de mens om te overleven. Zoals uitgelegd door Dr. Francisco Guarner, groepsleider van het Vall d'Hebron Research Institute (VHIR), "het microbioom wordt beschouwd als een orgaan op zichzelf." Het verbazingwekkende "en een van de overwegingen die het rechtvaardigen dat het microbioom een orgaan is, is dat als bij deze dieren een transplantatie van de aangetaste flora plaatsvindt door flora van normale individuen ze weer normaal herstellen."

Biochemie van de hersenen

Deze resultaten kunnen nog niet worden geëxtrapoleerd naar de mens, maar "er zijn indirecte bewijzen dat het microbioom van invloed is op de biochemie van onze hersenen," zegt onderzoeker Dr. Elena Verdú, die deelnam aan deze experimenten met muizen bij de McMaster University (Canada). 'Het is mogelijk dat deze mechanismen betrokken zijn bij ziekten zoals autisme, " aldus de onderzoeker.

Gastro intestinale aandoeningen behoren tot de complicaties waarmee mensen met autisme te kampen hebben en ondermijnen als gevolg hiervan hun levenskwaliteit. De uiteindelijke oorzaak van deze associatie is nog onbekend, maar de onderzoekers aan de Columbia University, VS, hebben ontdekt wat het belangrijkste verschil kon zijn: veel autistische kinderen hebben een soort bacterie in hun darmflora die andere kinderen niet hebben. Dit micro-organisme in het bijzonder, behoort tot het type Sutterella en hoewel haar aanwezigheid wordt geassocieerd met inflammatoire spijsvertering zoals de ziekte van Crohn of colitis ulcerosa volgens Bren Williams, auteur van de studie, "is er nog veel werk te doen voor het begrijpen van de rol van Sutterella bij autisme".

Een goede darmflora stimuleert het immuunsysteem

Een goede darmflora genereert niet alleen vitaminen en essentiële aminozuren voor de overleving van het menselijk lichaam, maar stimuleert tevens het immuunsysteem. De meeste immunocompetente cellen leven samen met bacteriën in de darmwand en het is vooral daar, waar ze in contact komen met vreemde antigenen. Hier leert het systeem om de eigen bacteriën te onderscheiden van de vreemden. Het is nog niet bekend of de maag darm alteraties bij het autisme iets meer zijn dan symptomatisch, maar in andere gevallen zijn ze het wel. Bij patiënten met de ziekte van Crohn of multiple sclerose, die een autoimmune basis hebben, is de darmflora aangetast, en hier is aangetoond dat door de darmflora te verrijken, de neurologische aandoeningen verbeteren.

De interactie van de intestinale flora met geneesmiddelen en voedsel

Een van de behandelingsmogelijkheden, die overwogen wordt, is om de populatie van bacteriën te herstellen en het immuunsysteem van de patiënt te veranderen door het eten van probiotica of bepaalde parasitaire (helminth) wormen die geen ziektes veroorzaken. Hoewel de laatste optie niet lekker klinkt, zijn er toch al resultaten verkregen bij verschillende patiënten, en in de VS zijn klinische studies gestart met autistische personen, patiënten met multiple sclerose en ernstige voedselallergie. Hoe ook zij, hoewel de resultaten van behandeling met helminth wormen veelbelovend zijn, "voor de oplossing van deze ziekten is een beter begrip van de microbiome vereist."

Sinds het bekend is wat het effect van de microbiome op het menselijk lichaam is, is onderzoek, niet alleen, gericht op hoe dit te veranderen is en het verkrijgen van positieve effecten op het gebied van spijsverteringsaandoeningen, maar op vele andere gebieden, zoals bijvoorbeeld de cardiologie. Het is al langer bekend dat patiënten met obesitas en type 2 diabetes een hoger cardiovasculair risico hebben dan gezonde mensen en ook hogere niveaus van leptine hebben, een hormoon dat betrokken is bij het metabolisme en eetlust. Dr. Abel Marine, een expert op het gebied van voeding en voedselveiligheid aan de Universiteit van Barcelona, is van mening, dat er een verband lijkt te bestaan tussen obesitas en darmflora "en dat deze studie interessant is, maar we moeten niet uit het oog verliezen dat het is gemaakt met laboratorium dieren. We moeten het nog verifiëren als ook reproduceerbaar kunnen maken. Hoe dan ook, 'probiotica moet niet verward worden met medicatie, daar hun gunstige effecten mild en op de lange termijn gericht zijn ", zegt Marine.

Een project wil de genen ontcijferen van de microbiën die het lichaam koloniseren

De volgende grote biomedische stap na het bereiken van de sequentie van het menselijk genoom is het Europese Project de MetaHIT (Metagenomics van de Human Intestinal Tract). Hun doel is ambitieus: het genetische materiaal van meer dan 150.000 verschillende soorten microben die het menselijk lichaam koloniseren ontcijferen. Guarner, verantwoordelijk voor de Spaanse Metagenomics initiatief van de Europese Unie Human Intestinal Tract project (MetaHIT), legt uit: "We zullen een catalogus genereren van de symbiotische bacteriën die wonen en deelnemen in ons lichaam, hun kenmerken en functies."

Wetenschappelijke instrumenten om de microscopische bondgenoten van de mens te bestuderen

Wetenschappers hebben slechts 1% van de micro-organismen vastgesteld waaruit de darmflora is samengesteld. Het onderzoek van het microbioom is niet eenvoudig, "aangezien de meeste darmbacteriën het ecosysteem nodig hebben dat ze vormen met andere om te groeien", legt Guarner uit. De complicatie is dat een groot aantal microbiële soorten niet gekweekt en ook niet bestudeerd kunnen worden met de traditionele biologische methoden. Metagenomics biedt de mogelijkheid om ze te onderzoeken met moleculaire biologische technieken. Hoewel niet elke soort wordt onderzocht, wordt een DNA-sequentie gewonnen om de genen te identificeren die betrokken zijn bij de betreffende gemeenschap.

Bacteriën net als het type bloedgroep indelen

De resultaten van het MetaHIT project zijn verbluffend. Onderzoekers hebben bijvoorbeeld gevonden, dat het mogelijk is om mensen, naast bloedgroep, geslacht en leeftijd te kunnen indelen volgens hun bacteriën. Het type microbioom is net als het type bloedgroep. Net zoals bij bloedgroepen, zijn er bij de mensen drie enterotypen van microbiota: A, B en C. In elke groep domineert een andere bacterie. De A en C komen het vaakst voor, en in de VS en in Japan zijn er mensen die het zelfde enterotype delen. "Noch genetica noch voedsel lijken te beïnvloeden," legt Francisco Guarner uit. De onderzoeker zegt dat 800 personen uit Europa, de VS en delen van China zijn geanalyseerd. "Onze verrassing was dat de overvloed van elke soort niet wordt gegroepeerd door gelijkenis in landen of regio's of per continent," legt hij uit. De enterotype A wordt gedomineerd door “Bacteroides”. De B, door “Prevoletas” en de C door “Ruminococos”. Deze darmflora types hebben hun eigen specifieke eigenschappen m.b.t. bijvoorbeeld de efficiëntie waarmee voedsel wordt omgezet of welke vitamines het meest geproduceerd worden. Deze organisme types bepalen de balans in de darmen voor de resterende darmbacteriën. De bacteriële samenstelling is elastisch, zodat de microbiota van dezelfde persoon kan variëren op dezelfde dag, en zelfs met de inname van antibiotica (die zowel goede als slechte bacteriën zal doden), maar de enterotype zal niet veranderen.

Impact in de geneeskunde

Deze ontdekking zou een grote impact in de geneeskunde kunnen hebben, zegt geneticus Mani Arumugam, onderzoeker van deze resultaten, "de darmflora heeft een directe interactie met de medicijnen en het voedsel dat we eten en moduleert haar absorptie" zodat in de toekomst "een gepersonaliseerd dieet en medicijnen zouden kunnen worden ontworpen " in functie van de bacteriële type waartoe de persoon behoort. De ontdekking van enterotypes maakt een beter begrip mogelijk van ziekten zoals de ziekte van Crohn, ulceratieve colitis, diabetes en obesitas, daar wetenschappers verbanden vinden tussen het ontbreken of teveel hebben van sommige bacteriën met deze ziekten. De vraag is dan ook hoe gezonde intestinale ecosysteem tot stand gebracht kunnen worden door de herinvoering van bacteriën die gunstig zijn voor het lichaam.