Microbiologie in hapklare porties
Het microbioom volgen in het menselijk lichaam
Het verband tussen microben en de menselijke gezondheid wordt steeds duidelijker. Bepaalde darmmicroben zouden bijvoorbeeld verband kunnen houden met diabetes, psychische stoornissen en chronische stress. Er is echter nog steeds een gebrek aan grote datasets over mensen die mensen consistent in de tijd volgen. Veel onderzoeken worden gedaan op muizen en richten zich vaak op één lichaamsdeel, zoals de darmen.
In deze grote studie van onderzoekers van onder andere het Stanford Medical Center verzamelden onderzoekers gedurende 6 jaar gegevens van 86 mensen op 4 verschillende plaatsen (“lichaamsplaatsen”): de ontlasting, de mond, de neus en de huid. Het doel van de studie was om de relaties tussen de microben op meerdere lichaamsplaatsen te onderzoeken, evenals hun verband met de menselijke gezondheid en prediabetes.
Elke 3 maanden verzamelden de onderzoekers monsters met veel informatie van de mensen die deelnamen aan het onderzoek. Allereerst maten ze de samenstelling van het microbioom op elke lichaamslocatie. Dit deden ze door DNA-sequentiebepaling van het 16S rRNA-gen: dit is een gen dat in microbioomonderzoeken vaak wordt gebruikt als moleculaire vingerafdruk. Door te kijken welke variaties van deze sequentie aanwezig zijn in een monster, kunnen onderzoekers identificeren welke soorten het bevat.
Ten tweede deden de onderzoekers aan multi-omics: ze maten de aanwezigheid van verschillende moleculen: eiwitten, metabolieten en lipiden.
Ten derde maten de onderzoekers de cytokinen die aanwezig waren in de monsters – een indicatie van de hoeveelheid ontsteking. Tot slot werd er gekeken naar klinische markers: metingen die de gezondheid van de patiënten beschrijven. Op basis van een van deze metingen, de glucoseconcentratie in het bloed, konden de onderzoekers sommige patiënten markeren als insulineresistent, wat aangeeft dat ze vatbaar waren voor het ontwikkelen van diabetes.
Door deze grote dataset te analyseren, slaagden de onderzoekers erin een aantal interessante verbanden te vinden tussen het microbioom op verschillende plaatsen in het lichaam, pre-diabetes en de gezondheid van de mens.
Bij het vergelijken van microbiomen tussen mensen bleek er een kernmicrobioom te zijn dat voor iedereen min of meer hetzelfde was en relatief stabiel in de tijd. Dit kernmicrobioom bestond uit de soortgroepen (genera) die bij een hoog percentage van de individuen aanwezig waren. Dit kernmicrobioom bevatte meer genera in de ontlasting en de mond (ongeveer 25) dan in de huid en neus (slechts 3). De onderzoekers ontdekten dat dit kernmicrobioom in grootte en stabiliteit veranderde bij insulineresistente personen: in de ontlasting hadden ze een kleiner aantal kerngenera, terwijl de huid van insulineresistente mensen een toename vertoonde van genera die geassocieerd worden met infecties en een onevenwichtig microbioom.
Naast verschillen in het kernmicrobioom vonden de onderzoekers nog enkele andere opvallende verschillen tussen het microbioom op verschillende plaatsen in het lichaam. Ze toonden bijvoorbeeld aan dat het microbioom van de ontlasting slechts langzaam verandert in de loop van de tijd, terwijl het microbioom van de neus het snelst verandert.
Bovendien bleken het huid- en neusmicrobioom gecorreleerd te zijn: veranderingen in de huidmicroben leidden tot veranderingen in de neusmicroben en omgekeerd. Dit zou te danken kunnen zijn aan het feit dat beide organen verbonden zijn met het slijmvliessysteem, waardoor ze microben en metabolieten zouden kunnen uitwisselen.
Interessant genoeg waren de huid- en mondmicrobiomen ook gecorreleerd, maar niet bij insulineresistente personen. De onderzoekers suggereerden dat dit verschil veroorzaakt zou kunnen worden door de ontregeling van het mond- of huidmicrobioom bij deze personen.
De verkregen dataset bevat 3.058 patiëntbezoeken – elk bestaande uit 5432 biologische monsters – en biedt een schat aan informatie. In dit artikel gebruikten de onderzoekers de gegevens om een aantal interessante verbanden en correlaties aan te tonen tussen microbiomen, lichaamsdelen en insulineresistentie. Deze ontdekkingen verdiepen op hun beurt weer ons begrip van het verband tussen microben en de menselijke gezondheid.
Link to the original post: Zhou et al., Longitudinal profiling of the microbiome at four body sites reveals core stability and individualized dynamics during health and disease, Cell Host & Microbe (2024), https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312824000568?via%3Dihub
Featured image: Adapted from Zhou et al. 2024
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 