Microbiologie in hapklare porties
Overdraagbare microbiomen
Decennia van onderzoek hebben duidelijk gemaakt dat wij net zo goed mensen zijn als microben. De menselijke microbiota – de verzameling micro-organismen die elk mens herbergt – is groter dan de menselijke cellen in ons lichaam en heeft in de loop der jaren steeds meer aandacht gekregen als een belangrijke speler in menselijke gezondheid en ziekten.
Door een leven lang gebeurtenissen, voeding en omgevingsfactoren ontwikkelen zich op verschillende plaatsen in ons lichaam unieke microbiomen, zoals het orale microbioom in onze mond en het darmmicrobioom in onze darmen. Dit complexe netwerk van microben is voor ieder van ons persoonlijk en dynamisch, omdat het zich voortdurend aanpast aan de gebeurtenissen in zijn gastheer, ons lichaam.
Maar hoe komen we überhaupt aan de leden van dit dynamische microbioom? De meeste van deze bacteriën kunnen zelfs nauwelijks buiten het menselijk lichaam overleven! En kunnen onze innerlijke microben ook worden overgedragen op mensen om ons heen?
Om deze vraag te beantwoorden, keken onderzoekers van de Universiteit van Trento naar de bacteriesamenstelling tussen en binnen huishoudens en binnen dorpen, met behulp van gegevens uit 20 verschillende landen op vijf continenten. De onderzoeksgroep verfijnde een computermethode waarmee bacteriën op “stamniveau” kunnen worden gekarakteriseerd. Bacteriestammen zijn groepen micro-organismen die tot dezelfde soort behoren maar een aantal unieke genetische kenmerken delen. Het met zekerheid kunnen onderscheiden op stamniveau kan van cruciaal belang zijn bij de interpretatie van microbioomgegevens, waardoor patronen kunnen worden geïdentificeerd die anders over het hoofd zouden worden gezien.
De resultaten van de studie zijn onlangs gepubliceerd in Nature.
Waar komen deze microben vandaan?
Het darmmicrobioom
In de baarmoeder is ons lichaam vrij van microben. Ons eerste contact met de buitenwereld, en met microben, vindt plaats tijdens de bevalling. Uit de studie bleek dat meer dan 50% van de darmmicroben die een vaginaal ter wereld gebrachte baby in zijn eerste levensjaar krijgt, afkomstig zijn van de moeder. Dit is aanzienlijk minder bij baby’s die via een keizersnede worden geboren, wat erop wijst dat de vaginale bevalling een belangrijke transmissieroute is in het vroege leven.
Naarmate we ouder worden en minder fysiek intiem zijn met onze moeders, nemen deze aantallen af, hoewel een bepaald aantal darmmicroben gemeenschappelijk blijft, zelfs als we volwassen zijn. Dit kan een langdurig effect zijn van de inprenting van maternale microben bij de geboorte, of is een gevolg van een gedeelde sociale omgeving op latere leeftijd. Interessant is dat bepaalde soorten microben, zoals Bacteroides en Bifidobacterium, eerder van moeder op kind worden overgedragen dan andere.
De rol van moeders is onmiskenbaar. Maar hoe zit het met de andere leden van het huishouden, of zelfs de bevolking? Is er sprake van horizontale overdracht van darmmicroben – d.w.z. overdracht van microben tussen mensen die geen ouder-kindrelatie hebben – of zijn overeenkomsten in het darmmicrobioom alleen het gevolg van vergelijkbare voedings- en leefomstandigheden?
Uit de studie bleek dat wanneer volwassenen lange tijd samenwonen, zij geneigd zijn meer van hun microben met elkaar te delen. Zelfs mensen die niet samen zijn opgegroeid, zoals romantische partners die pas op volwassen leeftijd zijn gaan samenwonen, delen een verrassende 13% van de darmmicroben.
Interessant is dat wanneer kinderen opgroeien, zij geleidelijk minder microben gaan delen met hun familieleden, en meer met mensen buiten hun familie, omdat zij na verloop van tijd worden blootgesteld aan een grotere verscheidenheid aan microben.
Vreemd genoeg werden dezelfde Bifidobacterium– en Bacteroides-soorten die in hoge mate van moeder op kind worden overgedragen, ook in hoge mate overgedragen tussen familieleden. Deze soorten zijn wellicht efficiënte verspreiders, ondanks de wijze van overdracht.
Genetica mag zeker niet worden vergeten bij het onderzoek naar de overdracht van microben; eeneiige tweelingen bleken tientallen jaren na hun samenwonen meer microben te delen dan hun broers en zussen. Toch krijgen we nu steeds meer aanwijzingen dat samenleven een grotere rol speelt bij de overdracht van het microbioom van volwassenen dan genetica en leeftijd.
Stammen delen met huisgenoten lijkt dus voort te komen uit nauwe fysieke interacties, maar hoe ver kan de overdracht van microben van persoon tot persoon gaan?
Verrassend genoeg vrij ver! Bij bestudering van de darmmicrobiomen van de verschillende bevolkingsgroepen die aan de studie deelnamen, bleek dat er binnen het dorp microben werden gedeeld. Dit was afwezig bij individuen die behoorden tot verschillende populaties, of zelfs tot verschillende dorpen van dezelfde populatie. Microbioom overdracht binnen het dorp is zeker aanzienlijk lager dan binnen de huishoudens, maar we kunnen het niet verwaarlozen. Het effect van sociale interacties op de vorming van het menselijk microbioom zou een nieuw licht kunnen werpen op de vraag of verschillende ziekten die momenteel als niet-overdraagbaar worden beschouwd, dat ook daadwerkelijk zijn.
Het orale mirobioom
De verzameling genomen van microben in onze mond vormt het orale microbioom. Dit is het op één na grootste microbioom in ons lichaam, na de darmen, en de hier verblijvende bacteriën kunnen betrokken zijn bij allerlei infecties; van de meest voor de hand liggende tandbederf en tandvleesaandoeningen tot minder voor de hand liggende ziekten zoals hart- en vaatziekten en diabetes.
Vermoedelijk met speeksel als middel, bevestigde de studie dat orale microben gemakkelijker kunnen worden overgedragen dan darmstammen, met een opmerkelijke 32% van de microben die worden gedeeld tussen mensen die samenwonen, en zelfs 38% voor partners.
De microben die hier verblijven lijken horizontaal te worden overgedragen in plaats van te worden gezaaid bij de geboorte. Anders dan bij het darmmicrobioom neemt het aantal mondbacteriën dat moeder en kind met elkaar delen immers toe met de leeftijd, aangezien de totale populatie mondbacteriën bij de baby ook geleidelijk toeneemt. De baby verwerft nog steeds meer orale microben van de moeder dan van de vader, maar dit is waarschijnlijk het gevolg van het nauwe contact en de borstvoeding. De omvang van de interacties en niet zozeer de verwantschap lijkt bepalend te zijn voor de overdracht van het orale microbioom in het huishouden.
Fenotypen die de overdracht bepalen
Zoals we eerder hebben geleerd, blijkt de overdraagbaarheid soortspecifiek te zijn, onafhankelijk van geografische regio’s en levensstijlen. Bij nadere beschouwing van soorten die vaak worden overgedragen, merkten de onderzoekers op dat het niet ging om de meest voorkomende soorten in de populatie, maar om soorten met bepaalde fenotypische eigenschappen. Dit was meer het geval bij microben die in de darmen dan in de mond werden aangetroffen. In huishoudens worden vaker gramnegatieve bacteriën overgedragen, die meestal enige resistentie tegen schoonmaakmiddelen vertonen. Wanneer microben over een grotere bevolkingsafstand worden overgedragen, wordt hun vermogen om in de omgeving te overleven belangrijker – zoals aerotolerant zijn en sporen kunnen vormen.
Samengevat:
- Onze darm- en orale microbiomen zijn dynamische ecosystemen, gevormd door een leven van gebeurtenissen die uniek zijn voor ieder van ons, maar ook verworven door nauwe persoonlijke contacten.
- Maternale voeding is verantwoordelijk voor meer dan 50% van de bacteriële verwerving bij zuigelingen, en een bepaalde hoeveelheid darmmicroben die moeder en kind delen, blijft behouden tot de volwassenheid.
- Samenleven speelt een grote rol bij het bepalen van het delen van microben tussen individuen, waarschijnlijk door nauwe fysieke interacties.
- Zelfs tussen niet-verwante personen uit hetzelfde dorp vindt een geringe maar relevante overdracht van microben van persoon tot persoon plaats, waardoor de aandacht wordt gevestigd op de rol van sociale interacties bij de vorming van het menselijk microbioom en de deur wordt geopend naar een herwaardering van ziekten die traditioneel als niet-overdraagbaar werden beschouwd.
- De overdraagbaarheid van bacteriën is voornamelijk stam-specifiek en wordt gestuurd door fenotypische eigenschappen die de overleving in de omgeving ondersteunen.
Link to the original post: Valles-Colomer, M., Blanco-Míguez, A., Manghi, P. et al. The person-to-person transmission landscape of the gut and oral microbiomes. Nature 614, 125–135 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05620-1
Featured image: Created in Biorender
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 