Sinds 2001 organiseert YAKULT een internationaal symposium (IYS) over de rol van microbiota en de effecten op de gezondheid in al haar aspecten. Deze negende editie werd dit jaar georganiseerd in Gent. Een breed panel van sprekers, onderzoekers en internationale experts in deze materie waren hier aanwezig. Bij deze samenvatting hoort tevens een uitgebreid verslag, dat u onderaan dit artikel kunt bestellen.
Welke factoren beïnvloeden de impact van de microbiota op de gezondheid?
Dankzij moderne technologieën (met name bacteriële DNA-sequencing) is het mogelijk om het genetisch materiaal van de darmmicrobiota op te sporen in stoelgangstalen. Daaruit kan geconcludeerd worden dat iedereen een unieke microbiota heeft, zoals ook iedereen unieke vingerafdrukken heeft. Diverse onderzoeken lopen nog om meer inzicht te krijgen in de factoren, die bijdragen tot die variatie en de mogelijke oorzaken van stoornissen.
In Noord-Nederland verzamelt de zogenaamde Lifelines-biobank informatie over de samenstelling van de microbiota bij ongeveer 10% van de totale bevolking, zoals hun bloedparameters, levensstijl, eetgewoonten en gezondheidstoestand. Professor Cisca Wijmenga (Groningen, Nederland) besprak de analyse van die gigantische databank, waaruit blijkt dat voedingsfactoren belangrijker zijn dan de genetische kenmerken van de gastheer om de verschillen in de samenstelling van microbiota te verklaren. Zo is de consumptie van rode wijn, fruit, groenten, zalm en yoghurt geassocieerd met een overvloedigere aanwezigheid van bacteriën van het geslacht Faecalibacterium, dat een belangrijk rol speelt in de microbiota.
De beschikbaarheid van voedingsstoffen en de concurrentie tussen bacteriën (op zoek naar hechtingsplaatsen) worden beschouwd als de grote mechanismen, die de samenstelling van microbiota bepalen. De aanwezigheid van fagen (virussen die zich richten op bacteriën) kan echter ook van invloed zijn op de cyclus en regeneratie van bacteriën. Een aantal daarvan wordt momenteel klinisch getest als potentiële behandeling voor ziekten, waarbij pathogene bacteriën worden geïdentificeerd.
De samenstelling van microbiota is van groot belang voor onze gezondheid. De mechanismen, waarmee bacteriën interageren met de gastheer, worden echter nog bestudeerd. Een aantal pistes kwamen tijdens het IYS aan bod.
Professor Torsten Plösch (Groningen, Nederland) legde uit hoe voedingsstoffen en bacteriële metabolieten (korteketenvetzuren, vooral uit fermentatie) de fysiologie van de gastheer en zijn gezondheid beïnvloeden door het epigenoom te wijzigen. Professor Jan Wehkamp (Tübingen, Duitsland) benadrukte het belang van de epitheliale barrière, die de samenstelling van de microbiota controleert en ontstekingen voorkomt, alsook het belang van bepaalde probiotische stammen in dat afweersysteem van de gastheer.
Hoe beïnvloedt de microbiota ziekte en stress?
De invloed van de darmmicrobiota kan reiken tot verder gelegen organen via de aanmaak van bioactieve metabolieten. Korteketenvetzuren, hoofdproducten van de afbraak van vezels in de dikke darm, zijn in dat opzicht sleutelmetabolieten. Door zich vast te hechten aan de receptoren van de darmcellen sturen ze verschillende hormonale boodschappen naar de hersenen, de lever, het vetweefsel en de pancreas. Een ander mechanisme schakelt Akkermansia muciniphila in, een bacterie die de darmconcentraties van endocannabinoïden wijzigt, die onder meer bijdragen tot de regulering van de eetlust. Deze mechanismen kunnen een rol spelen bij de ontwikkeling van obesitas, insulineresistentie of diabetes type 2. Momenteel loopt er ook verder onderzoek naar de interactie tussen microbiota en kanker.
De lever is een orgaan dat niet alleen aan voedingsstoffen wordt blootgesteld, maar ook aan bacteriële producten en toxinen die door de darmbarrière dringen. Patiënten met aandoeningen, zoals alcoholische hepatitis, levercirrose of niet-alcoholische steatose vertonen vaak een andere microbiota-samenstelling dan gezonde personen. Doelgericht inwerken op de microbiota met probiotica, antibiotica, vezels of fecale transplantatie van microbiota kan een positief effect hebben op de lever(functie). Dr. Jane Macnaughtan (Londen, UK) bracht een interventie naar voor met Lactobacillus casei Shirota bij cirrosepatiënten waarbij de falende immuunfunctie gevoelig verbeterde.
De interactie van de darmen en microbiota met de hersenen is een ander breed onderzoeksthema. Een interventiestudie van een Japanse onderzoeksgroep onder leiding van dr. K. Nishida (Tokio, Japan) probeerde te achterhalen of de symptomen van stress kunnen gecontroleerd worden door in te werken op de darmmicrobiota. In de aanloop naar een belangrijk nationaal examen kregen geneeskundestudenten Lactobacillus casei Shirota of een placebo toegediend gedurende acht weken voor het examen. Deze interventie bleek de objectieve markers van stress de avond voor het examen gevoelig te verminderen, alsook het optreden van abdominale symptomen als gevolg van stress. Een gelijkaardige studie toonde aan dat Lactobacillus casei Shirota de kwaliteit van de nachtrust van de studenten verbeterde.
Wat zijn de werkingsmechanismen van probiotica?
Een belangrijk mysterie dat moet worden doorgrond, heeft te maken met het effect van een verstoring van een microbiële populatie of toediening van een probioticum op de microbiota en de interacties met de gastheer. Dit is een complex probleem, want dat effect kan aanzienlijk verschillen van persoon tot persoon en is afhankelijk van de samenstelling van zijn persoonlijke microbiota, en van de beschikbaarheid van substraten voor probiotica. Voor deze metingen zijn geavanceerde technologieën nodig.
Professor Paul Wilmes (Luxemburg) ontwikkelde een gecombineerde analysemethode, die de meting van de interactie van de microbiota met de gastheer vergemakkelijkt. Zijn onderzoek stelde bijvoorbeeld vast bij diabetes type 1 dat de enzymniveaus uit de exocriene pancreas verminderden, wat een invloed bleek te hebben op de vertering van zetmeel in de dunne darm, en dus ook op de aanwezigheid van zetmeel in de dikke darm en vervolgens ook op de microbiële functies. Een alternatief in-vitromodel, de Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem, afgekort SHIME, is beschikbaar aan de Universiteit van Gent. Dit model bestaat uit een reeks van vijf reactoren, die de menselijke intestinale microbiota simuleren, en waarmee de interindividuele verschillen in het microbiële metaboloom kunnen worden bestudeerd.
Maria Rescigno (Milaan, Italië) bracht het bestaan naar voor van een vaatbarrière in de darmen, die lijkt op de bloed-hersenbarrière en die zou verhinderen dat er darmbacteriën in het bloed terechtkomen. Deze hypothese is geverifieerd dankzij PV-1 (plasmalemmal vesicle associated protein-1). Die marker voor de integriteit van de bloed-hersenbarrière in knaagdiermodellen wordt overgeproduceerd in geval van infectie met Salmonella, een verschijnsel dat de darmbarrière sterk verstoort en het bestaan van een vaatbarrière staaft.
In andere studies, voorgesteld door dr. Masanobu Nanno (Japan), vertoonde de toediening van Lactobacillus casei Shirota positieve effecten bij oudere personen met infecties van de bovenste luchtwegen. Dat effect werd toegeschreven aan immuunmodulatie, door de activiteit van de naturalkiller- of NK-cellen te herstellen. Ook de polysachariden uit het celmembraan van Lactobacillus casei Shirota spelen een rol. Andere moleculen, die als probiotische effectoren worden gekenmerkt, zijn de moleculen aan het oppervlak van stammen en metabolieten zoals melkzuur, vitaminen en enzymen. Sommige moleculen zijn stamspecifiek, terwijl andere worden gedeeld door meerdere probiotica.
