Artikel geschreven door Dr. Francis Collins - National Institute of Health
Veel mensen beschouwen bacteriën en andere microben nog steeds als ziekteverwekkende bacteriën. Maar het is veel ingewikkelder dan dat. Sterker nog, het is steeds duidelijker geworden dat het gezonde menselijke lichaam wemelt van micro-organismen, waarvan er veel een essentiële rol spelen in ons metabolisme, onze immuunreactie en zelfs onze mentale gezondheid. We zijn niet zomaar een organisme, we zijn een 'superorganisme' dat bestaat uit menselijke cellen en microbiële cellen en de microben zijn talrijker dan wij! Dit nieuwe inzicht wordt gevoed door het Human Microbiome Project (HMP) van de NIH, een zoektocht die tien jaar geleden begon om de microbiële samenstelling van gezonde Amerikanen te onderzoeken.
Ongeveer 5 jaar geleden publiceerden onderzoekers van HMP hun eerste ronde gegevens die een blik boden op de microben die aanwezig zijn in de mond, darmen, neus en verschillende andere delen van het lichaam [1]. Nu heeft hun tweede golf aan gegevens, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature , deze schat aan informatie verdrievoudigd, wat belooft ons begrip van het menselijk microbioom en de rol ervan in gezondheid en ziekte verder uit te breiden [2]. De nieuwe DNA-gegevens bieden bijvoorbeeld aanwijzingen over de functionele rollen die deze microben spelen en hoe deze in de loop van de tijd kunnen variëren in verschillende delen van het menselijk lichaam en van persoon tot persoon.
Het menselijke microbioom bestaat uit een groot, maar nog steeds onbekend, aantal microben. Hoewel bacteriën het grootste deel van de insecten vormen die ons lichaam als thuis beschouwen, zijn andere bewoners eencellige archaea en schimmels. En er zijn ook verschillende soorten virussen in de neus en darmen van overigens volkomen gezonde mensen.
Gezamenlijk drukken deze bugs miljoenen microbiële genen uit, een metagenoom genaamd. De nieuwe dataset bevat meer dan een miljoen genfamilies meer van de metagenomen dan de eerste HMP-datarelease, aangezien de nieuwste samples een bredere strook aan microbiële diversiteit hebben vastgelegd.
Sequentiebepaling van metagenomen stelde de onderzoekers in staat om de biochemische vermogens en potentiële functies van het menselijke microbioom te overwegen. Hoewel veel genen en paden in het microbioom nog niet biochemisch zijn gekarakteriseerd, waren 19 paden verrijkt op alle onderzochte lichaamsdelen. Dat betekent dat ze specifiek voorkomen in groepen microben die zijn aangepast om in en op mensen te leven.
Die relatief gastheerspecifieke genpaden wijzen waarschijnlijk de weg naar functionele aanpassingen die belangrijk zijn voor het vermogen van microben om in harmonie met mensen te leven en zelfs om voordelen te bieden aan hun menselijke gastheren. De microbiële metagenomen die op meerdere lichaamsdelen worden aangetroffen, lijken bijvoorbeeld een speciaal vermogen te hebben om vitamine B12 te synthetiseren, wat essentieel is voor de gezondheid van de mens.
Andere gespecialiseerde kenmerken waren specifiek voor bepaalde delen van het menselijk lichaam. Zo waren microben in de mond verrijkt met genen die betrokken zijn bij de chemische modificatie van nitraten in onze voeding naar nitrieten, een proces dat in verband is gebracht met bloeddrukregulatie en het voorkomen van migraine, naast andere gezondheidsproblemen. Darmmicroben hebben een speciaal vermogen om mannan af te breken, een koolhydraat dat in veel groenten voorkomt.
Er waren ook andere intrigerende observaties. Het is al lang bekend dat Haemophilus parainfluenzae in de bovenste luchtwegen leeft en een rol speelt bij bronchitis en sinusitis. Maar de onderzoekers ontdekten onverwacht dat de bacterie ook in meerdere delen van de mond voorkomt. De specifieke stam varieerde afhankelijk van of het microbiële monster van de wang, tong of tandoppervlakken van een persoon werd verzameld. Het suggereert dat de H. parainfluenzae die op mijn wang is gevonden, meer lijkt op die op jouw wang dan op die op mijn tong!
Interessant genoeg vonden onderzoekers geen karakteristieke verschillen in de metagenomen van mensen in Houston en St. Louis, waar de deelnemers aan het onderzoek woonden. Of dit ook geldt voor steden in het hele land, zal fascinerend zijn om te ontdekken.
Sommige microben in de darmen van een bepaalde persoon bleven stabiel in de loop van de tijd, terwijl andere veel variabeler waren. Verrassend genoeg varieerden die kernmicroben echter vaak aanzienlijk van persoon tot persoon. Met andere woorden, de darmmicrobiomen van mensen, zelfs van mensen die in dezelfde stad wonen, kunnen een zeer gepersonaliseerde set bacteriën bevatten met nog onbekende implicaties voor onze gezondheid.
In totaal bevatten de nieuwe gegevens 1.631 extra metagenomen, waarmee de volledige HMP-collectie op 2.355 metagenomen komt. De nieuwe metagenomen, verzameld van 265 gezonde vrijwilligers, vertegenwoordigen de volledige set microbiële DNA-sequenties die zijn verzameld van elk van de zes verschillende lichaamsdelen. Deze omvatten de rand van de neusgaten, de binnenkant van de wang, de oppervlakken van de tanden en tong, de darmen en, bij vrouwen, een uitsparing van de vagina die zich achter de baarmoederhals bevindt.
De laatste data release was een echte groepsinspanning, geleid door Curtis Huttenhower van de Harvard TH Chan School of Public Health, Boston, MA, en The Broad Institute, Cambridge, MA. Het team bestond ook uit Jason Lloyd-Price, ook van The Broad Institute, en Anup Mahurkar van het University of Maryland Institute for Genome Sciences, Baltimore.
Naast onze genen, levensstijlen en ervaringen, zijn onze microbiomen een onderdeel van wat ons allemaal uniek maakt. Ze kunnen ook helpen verklaren waarom sommige mensen vatbaarder zijn voor bepaalde ziektes dan anderen. Naarmate we de komende jaren meer leren over de microbiële verschillen die individuen vatbaarder kunnen maken voor een goede gezondheid of ziekte, is één ding nu overduidelijk: microben zijn een essentieel onderdeel van ons.
Referenties:
[1] Structuur, functie en diversiteit van het gezonde menselijke microbioom . Human Microbiome Project Consortium. Nature. 2012 13 juni;486(7402):207-14.
[2] Stammen, functies en dynamiek in het uitgebreide Human Microbiome Project . Nature. 2017 20 sept.
Koppelingen:
NIH-project voor menselijk microbioom
Huttenhower Lab (Harvard HT Chan School of Public Health, Boston, MA)
NIH-ondersteuning: Common Fund; National Human Genome Research Institute; National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases; National Institute of Allergy and Infectious Diseases
Versie:1.0 StartHTML:000000238 EndHTML:000000908 StartFragment:000000820 EndFragment:000000871 StartSelection:000000820 EndSelection:000000871 BronURL:https://broth-of-life.myshopify.com/admin/blogs/51163009/articles/223134733
KOOP BOTTENBOUILLON
