Studie:Parasitaire infectie nauw verbonden met de samenstelling van het gastro-intestinale microbioom

We ontdekten dat we naar iemands microbioom konden kijken en het konden gebruiken om te voorspellen of iemand een gastro-intestinale parasitaire infectie had. Of het nu parasieten waren die het microbioom veranderden of iets in de microbiota van een persoon waardoor ze vatbaarder werden voor infecties, we kunnen niet zeggen, maar de associatie was sterk."

Meagan Rubel, die haar doctoraat behaalde aan Penn en nu een postdoc is aan de Universiteit van Californië, San Diego

Rubel leidde het onderzoek in samenwerking met Penn's Sarah Tishkoff, een Penn Integrates Knowledge Professor in de Perelman School of Medicine en School of Arts and Sciences, en Frederik Bosjesman, een microbioloog in de medische school. Naast het microbioom en parasieten, het onderzoek onderzocht ook markers van de immuunfunctie, zuivel vertering, en pathogene infectie, een rijke dataset.

Het onderzoek omvatte zes maanden veldwerk, het verzamelen van fecale en bloedmonsters van Mbororo Fulani veehouders, veehouders met een dieet met veel vlees en zuivel; Baka en Bagyeli regenwoud jagers-verzamelaars, die een beperkte hoeveelheid landbouw beoefenen, maar ook voedsel zoeken voor vlees en plantaardig voedsel; en Bantoe-sprekende agropastoralisten, die zowel gewassen verbouwen als vee fokken. Als vergelijkingsgroep de studie omvatte gegevens van twee groepen mensen die in stedelijke gebieden van de Verenigde Staten wonen, met een dieet dat zwaarder is in dierlijke vetten, eiwitten, en bewerkte voedingsmiddelen.

In het veld, de onderzoekers testten op malaria en een aantal andere ziekteverwekkers die zowel het bloed als het maag-darmstelsel infecteren.

Van de 575 geteste mensen in Kameroen, de onderzoekers ontdekten dat bijna 40% besmet was met meer dan één parasiet voordat ze een antiparasitaire behandeling kregen, met jager-verzamelaars, gemiddeld, hoogstwaarschijnlijk mede-geïnfecteerd met meerdere parasieten. Vooral, het team ontdekte dat vier via de bodem overgedragen darmparasieten de neiging hadden om samen voor te komen met een snelheid die veel hoger was dan het toeval:Ascaris lumbricoides, Necator americanus, Trichuris trichiura, en Strongyloides stercoralis, of MIEREN.

"Darmparasieten zijn een wereldwijd probleem voor de volksgezondheid, " zegt Rubel. "En je hebt de neiging om verschillende van deze parasieten samen te zien in arme omgevingen waar mensen geen toegang hebben tot klinische zorg, leidingwater, en zeep, dus er is meer kans dat ze worden overgedragen."

Terug in het lab bij Penn, de onderzoekers gebruikten genomische sequencing-tools om een ​​momentopname te maken van het darmmicrobioom van de deelnemers. De samenstelling van het microbioom, ze vonden, het land van een persoon (VS of Kameroen) en levensstijl (stedelijk, herder, agropastoralist, of jager-verzamelaar). Maar na deze twee variabelen, de aanwezigheid van ANTS-parasieten kon met grotere nauwkeurigheid worden voorspeld door de microbioomstructuur dan enige andere variabele die het onderzoeksteam bestudeerde. Bij elkaar genomen, het microbioom kon de aanwezigheid van deze vier darmparasieten voorspellen met een nauwkeurigheid van ongeveer 80%.

Infectie met deze parasieten leidde ook tot een toename van de activering van het immuunsysteem, specifiek het inschakelen van paden die ontstekingsreacties bevorderen. Parasitaire infectie werd ook geassocieerd met een grotere kans op het hebben van bacteriën van de orde Bacteroidales, waarvan bekend is dat ze een rol spelen bij het beïnvloeden van de spijsvertering en de werking van het immuunsysteem.

In een tweede deel van het onderzoek, het door Penn geleide team beoordeelde de relatie tussen het darmmicrobioom en de melkconsumptie bij de Fulani-herdersbevolking. Eerder werk van Tishkoff en collega's belichtte hoe genetische mutaties die de vertering van lactose mogelijk maakten, ontstonden in herdersgemeenschappen in Afrika, geselecteerd door evolutie vanwege de belangrijke voedingsvoordelen van het consumeren van zuivel. Als we naar het microbioom van de Fulani kijken, ze hadden ook de neiging om een ​​overvloed aan bacteriële genen te hebben die galactose kunnen afbreken, een bestanddeel van lactose, en vetten, vergeleken met andere groepen. "Deze verrijking van genen zou je kunnen helpen meer voeding te halen uit het voedsel dat je eet, ' zegt Rubel.

De onderzoekers geloven dat hun bevindingen, de grootste studie ooit naar het verband tussen de samenstelling van het darmmicrobioom en parasitaire infectie uit sub-Sahara Afrika, nieuwe mogelijkheden voor toekomstig werk kan openen. "De soorten microbioommarkers die we hebben gevonden, kunnen nuttig zijn om te voorspellen welk type ziekteverwekkers je hebt, of om licht te werpen op het samenspel tussen het microbioom en het immuunsysteem, ' zegt Rubel.

Eventueel, zij voegt toe, meer onderzoek zou zelfs strategieën kunnen verhelderen voor het doelbewust moduleren van het microbioom om het risico op een parasitaire infectie te verminderen of de schade die het aan het lichaam toebrengt te minimaliseren.

• Studie vindt aanjagers van gezond darmonderhoud
• Studie beveelt microbiële ark van Noach aan om de gezondheid van de mensheid op lange termijn te beschermen