Onderzoek geeft inzicht in hoe microben de darmgezondheid op jonge leeftijd beschermen

Een nieuwe studie heeft inzicht gegeven in hoe microben de darmgezondheid beschermen vanaf het moment van geboorte.

Onderzoekers van het Quadram Institute en de University of East Anglia ontdekten dat bij zeer jonge muizen, de cellen die de darm bekleden, worden beschermd tegen ontstekingsschade door hun darmmicroben en metabolieten die deze produceren. Deze bescherming lijkt verloren te gaan met de leeftijd naarmate de samenstelling van het microbioom verandert. Een beter begrip van de interacties tussen microben, de darmwand en het immuunsysteem zullen van vitaal belang zijn bij het zoeken naar therapieën voor chronische ziekten die verband houden met de darm.

De populatie van microben, bekend als het microbioom, speelt een belangrijke rol bij het handhaven van de gezondheid vanaf de geboorte, wanneer ze voor het eerst koloniseren, en dan naarmate we ouder worden. Wat er in die zeer vroege kolonisatieperiode gebeurt, is van cruciaal belang, omdat het een levenslange gezondheid kan beïnvloeden. Een belangrijke beschermende rol die het microbioom speelt, is ervoor te zorgen dat de darmwand een effectieve barrière vormt. Een 'lekkende darm', ' waar die barrière wordt aangetast waardoor microben kunnen passeren, is in verband gebracht met veel gezondheidsproblemen, inclusief colitis ulcerosa.

Om de darmwand in topconditie te houden, het lichaam vult constant de cellen aan de frontlinie van de verdediging aan. Oude cellen gaan verloren door een proces dat celafscheiding wordt genoemd. Dit is meestal sterk gecontroleerd, maar in bepaalde omstandigheden is er een onbalans, leidend tot pathologische celafscheiding en de ontwikkeling van gerelateerde gezondheidsproblemen zoals colitis ulcerosa.

Eerder werk van dr. Lindsay Hall en collega's benadrukte de belangrijke rol die het vroege darmmicrobioom speelt bij het reguleren van celafscheiding. Gefinancierd door de Wellcome Trust en de Biotechnology and Biological Sciences Research Council, deze nieuwe studie was bedoeld om veranderingen in het microbiële profiel tijdens het zeer vroege leven te koppelen aan veranderingen in celafscheiding.

Gepubliceerd in het FASEB Journal, de studie werd uitgevoerd met muizen, die een goed ingeburgerd preklinisch model zijn voor studies van de darm en het microbioom. Ze lieten onderzoekers omstandigheden simuleren, bijvoorbeeld pathologisch celverlies. Echter, bij pasgeboren muizen, de onderzoekers waren verrast om te ontdekken dat celafscheiding niet op de normale manier kon worden geactiveerd. Neonatale muizen bleken resistent tegen geïnduceerde celafscheiding, die hun darmbarrière beschermden. Maar op volwassen leeftijd de celvernietigingsreactie was zoals verwacht en de darmintegriteit van de darmbarrière was afgebroken.

Verdere analyse toonde aan dat de cellulaire signaalroutes die celafscheiding veroorzaken, normaal aanwezig waren. Wat bij pasgeborenen anders was dan bij volwassenen, was een overvloed aan chemische markers die erop wezen dat het immuunsysteem ontstekingen en andere processen onderdrukte die pathologische celuitscheiding en de ontwikkeling van een lekkende darm verhinderden. Van sommige van deze factoren van het immuunsysteem is bekend dat ze worden geïnduceerd door specifieke leden van het microbioom.

De onderzoekers ontdekten dat het profiel van microbiële soorten in het microbioom ook dramatisch veranderde met de leeftijd, net als de metabolieten die die microben produceerden. Deze verschuivingen vallen samen met veranderingen in het dieet, overgaan op het spenen en vervolgens op volwassen voedsel.

Om de vraag te beantwoorden of deze handtekening gekoppeld was aan de bescherming, de onderzoekers verstoorden het neonatale microbioom met antibiotica, en het gebruik van fecale microbiële 'poep'-transplantaties van volwassenen. Dit herstelde de pathologische celuitscheiding bij deze jonge muizen door de bescherming die het neonatale microbioom bood, effectief te verwijderen.

Er is nog meer onderzoek nodig om te achterhalen welke microben, of welke metabolieten, zorgen voor de beschermende effecten, en te zien hoe deze bevindingen zich vertalen in mensen. Maar deze studie helpt wel enigszins bij het ontrafelen van de complexe interacties tussen microben, cellen in de darm, het immuunsysteem en de voeding. Het laat zien hoe deze dynamiek snel verschuift met verschillende levensfasen. Naarmate we meer leren over hoe deze met elkaar in wisselwerking staan, we kunnen beginnen met het ontwikkelen van gerichte therapieën voor pasgeboren baby's, en ervoor te zorgen dat we allemaal de beste start krijgen voor een levenslange gezondheid.

• Vaginale bacteriën gekoppeld aan vroeggeboorte
• Studie belicht een nieuwe manier om antibioticaresistentiegenen te identificeren