Microbiologie in hapklare porties
Virussen in de darm kunnen gerelateerd zijn aan chronische stress
Wanneer stress langdurig aanhoudt, kan dit blijvende effecten hebben op de hersenen en het lichaam. Maar het organisme dat stress ervaart, is niet het enige dat wordt beïnvloed. Een nieuwe studie toont aan hoe chronische stress de gemeenschappen van micro-organismen die ons lichaam bewonen kan vormen, wat gevolgen heeft voor het immuunsysteem.
Stress hervormt het darmviroom en microbiome
Het microbioom verwijst naar gemeenschappen van micro-organismen die grotere organismen bewonen. Een subset van die micro-organismen zijn virussen die samen het viroom vormen. Deze virussen zijn gespecialiseerd in het infecteren, integreren, kapen of sluimeren in bacteriën, en beïnvloeden welke bacteriën overleven en zich voortplanten.
Een groeiend onderzoeksgebied richt zich op het viroom, hoe het het microbioom vormt, hoe dat de gastheer beïnvloedt, en kan worden gevormd door gastheerfactoren. Onderzoekers van de University College Cork in Ierland publiceerden onlangs deze studie die de link tussen het darmviroom en stress bij muizen onderzoekt.
Deze auteurs ontdekten dat stress het darmviroom kan hervormen, en dat het veranderen van het viroom stressgerelateerde gedragingen en fysiologische veranderingen verminderde. Dit betekent dat stress en het darmviroom elkaar kunnen beïnvloeden.
Het viroom in de context van stress onderzoeken
Eerdere studies die aantoonden dat stress het microbioom kan beïnvloeden, hebben zich voornamelijk gericht op de bacteriële soorten binnen die microbiële gemeenschappen. Maar omdat virussen deze bacteriële populaties kunnen hervormen, wilden de onderzoekers van deze studie het grotendeels ongekarakteriseerde viroom beter begrijpen vanwege de manier waarop deze virussen de bacteriële populaties van het microbioom beïnvloeden.
Om chronische stress te creëren, stelden de auteurs 50 mannelijke muizen gedurende 20 dagen bloot aan overbevolking in leefruimtes en sociale nederlaag (verliezen van een gevecht met een grote agressieve muis). Na deze periode testten ze de muizen op stressgerelateerde gedragingen, analyseerden ze weefselmonsters en verzamelden ze fecale monsters voor microbiome-analyse. In vergelijking met een controlegroep die niet aan chronische stress werd blootgesteld, hadden de gestreste muizen minder sociale interacties, hogere niveaus van het stresshormoon corticosteron en verhoogde immuunsysteemactivatie.
Muizen onder chronische stress ervoeren ook veranderingen in de bacteriën die in hun fecale monsters werden gevonden, en verschillende relatieve virale hoeveelheden in het viroom.
Beeldbron: Nathaniel L. Ritz et al., 2024
Stress en het viroom: een tweerichtingsverkeer
De onderzoekers identificeerden ook verschillende manieren waarop stress kan worden beperkt door middel van viroom-gebaseerde interventie, of een fecale viroomtransplantatie (FVT).
FVT’s zijn geïsoleerde monsters van de virussen die zijn genomen uit fecale monsters, en worden gebruikt om virussen in te voeren of opnieuw in te voeren in het darmmicrobioom van een organisme. Hier gaven de auteurs de muizen FVT’s gedurende de chronische stressperiode.
De muizen die FVT ontvingen terwijl ze onder chronische stress stonden, vertoonden minder stressgerelateerd gedrag en verminderde stresshormoonniveaus. Ze hadden ook even grote immuuncelpopulaties vergeleken met muizen die niet onder chronische stress stonden, terwijl de gestreste muizen zonder FVT verminderde immuuncelpopulaties hadden.
Ten slotte vergeleken de onderzoekers genexpressie in de hersenen van muizen die niet onder chronische stress stonden, onder chronische stress stonden, en onder chronische stress met FVT-interventie. Met behulp van RNA-sequencing om genexpressie te analyseren, ontdekten ze inderdaad dat chronische stress de expressie van honderden genen in deze hersengebieden moduleerde, maar dat FVT de expressie grotendeels herstelde naar niveaus die vergelijkbaar waren met die van muizen die niet onder chronische stress stonden.
Het viroom hervormt het bacterioom
Nadat ze hadden gezien hoe sterk stress fysiologie en microbioom beïnvloedt, richtten de auteurs hun aandacht op hoe het viroom zelf veranderde, en hoe het de bacteriële populaties hervormde na FVT.
Sequencing van de genomen van de micro-organismen in de monsters onthulde dat virussen behorend tot de families Caudoviricetes en Microviridae het viroom domineerden, naast een aanzienlijk aantal virussen die niet zijn gecategoriseerd in de virale “boom des levens”.
Analyse identificeerde ook 20 bacteriesoorten die door stress waren toegenomen of afgenomen, maar waarvan de niveaus werden hersteld door FVT. In het bijzonder veranderden bacteriën met relatief lage abundanties het meest in relatieve abundanties als reactie op stress en FVT.
Wat nu?
Hoewel deze studie het begrip van hoe het viroom stress beïnvloedt en wordt beïnvloed door stress heeft bevorderd, roept het meer vragen op en heeft het beperkingen.
Zoals veel muizenstudies, werden alleen mannelijke muizen gebruikt. Hoewel deze praktijk gebruikelijk is en gedaan wordt voor consistentie, zou meer kunnen worden geleerd met vervolgstudies bij vrouwelijke muizen.
Het is ook onduidelijk hoe stress precies het viroom en microbioom verandert, en wat het viroom en microbioom in het lichaam doen om te beschermen tegen de schadelijke effecten van stress.
Over het algemeen vertegenwoordigt deze studie een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van hoe virussen in de darm en stress elkaar beïnvloeden. Deze bevindingen suggereren dat het viroom kan worden benut voor therapeutische doeleinden om stress te bestrijden.
Link to the original post: Ritz, N.L., Draper, L.A., Bastiaanssen, T.F.S. et al. The gut virome is associated with stress-induced changes in behavior and immune responses in mice. Nat Microbiol 9, 359–376 (2024). https://doi.org/10.1038/s41564-023-01564-y
Featured image: Bing Image Creator
Vertaald door: Mira Stas
micro-bites.org 