ROL VAN DE DARMFLORA BIJ INFLAMMATOIR DARMLIJDEN GEVOLGEN VOOR HET IMMUUNSYSTEEM

Transcriptie

1 ROL VAN DE DARMFLORA BIJ INFLAMMATOIR DARMLIJDEN GEVOLGEN VOOR HET IMMUUNSYSTEEM PROFESSOR J. DORÉ ONDERZOEKSGROEP ECOLOGIE EN FYSIOLOGIE VAN HET SPIJSVERTERINGSSTELSEL, INRA F Jouy-en-Josas Cedex (Frankrijk) Tijdens de voorbije eeuw heeft de ontwikkeling van aangepaste kweektechnieken ervoor gezorgd dat een grote verscheidenheid aan bacteriën van de dominante humane fecale microbiota geïsoleerd en getypeerd kon worden. Een ruim deel, geraamd op ongeveer 70%, van de dominante bacteriën kan echter nog steeds niet in vitro gekweekt worden. Daarnaast werden er onafhankelijke kweektools ontwikkeld waarmee de diversiteit van de menselijke darmmicrobiota opnieuw volledig in kaart kon worden gebracht. 80% van de waargenomen bacteriesoorten in de fecale microbiota bij de volwassene behoren tot drie stammen: de Bacteroidetes (gram negatief van de groep Bacteroides-Porphyromonas- Prevotella); de Firmicutes, gram positief met een laag G/C gehalte die tot de fylogenetische groepen Eubacterium rectale-clostridium coccoides (cluster XIV) en Faecalibacterium prausnitzii-clostridium leptum (cluster IV) behoren, en de Actinobacteria (gram positief met een hoog percentage G/C van het type Bifidobacterium en van de groep Atopobium- Collinsella). Technieken als fluorescentie in-situ hybridisatie (FISH) en kwantitatieve PCR hebben deze observaties bevestigd. Men gaat er momenteel van uit dat de dominante intestinale microbiota van een volwassene 800 tot 1000 bacteriesoorten telt. Het aandeel nietgekweekte soorten neemt toe met de leeftijd, en vooral de cultuur van de Firmicutes-stam is erg slecht gekend. De vergelijking van de biodiversiteit van de dominante fecale microbiota van meerdere individuen geeft aan dat de bacteriesoorten grotendeels (2/3 van de soorten) specifiek zijn aan de gastheer. Enkele soorten zijn echter bij iedereen aanwezig en zijn proportioneel ook het sterkst vertegenwoordigd. De darmmicrobiota is ook opmerkelijk stabiel in de tijd, niet gemakkelijk te wijzigen, en dus ook deels bestand tegen antibioticabehandelingen. Rol van de darmflora bij inflammatoir darmlijden Gevolgen voor het immuunsysteem J. Doré Symposium Pre- en probiotica: van concept tot gezondheidseffecten Instituut Danone 20/10/2007 1

2 Deze correctie op fylogenetisch vlak opende perspectieven voor het aantonen van onevenwichten van de flora bij moderne aandoeningen als inflammatoir darmlijden. Dit leidde ook tot de ontwikkeling van het functionele genoom van het darmmilieu, de metagenomica. De vergelijking van de microbiota bij gezonde mensen en patiënten met de ziekte van Crohn heeft aangetoond dat 20 tot 30% van de bacteriesoorten van de fecale microbiota bij mensen met de ziekte van Crohn niet voorkomen in de microbiota van gezonde mensen. Zelfs buiten de periodes met opflakkeringen van de ziekte vertoonden de patiënten een dysbiose, een verstoord evenwicht van de samenstelling van hun darmmicrobiota ten opzichte van gezonde mensen. De verhouding en de diversiteit van soorten van de groep Faecalibacterium prausnitzii-clostridium leptum van de Firmicutes-stam waren klein. Een latere studie bij patiënten die een ileocaecale resectie moesten ondergaan, heeft een verband aangetoond tussen een afname van de Faecalibacterium prausnitzii, een belangrijke bacterie van de Firmicutes-stam en een hoog risico op postoperatief opflakkeren van de ziekte van Crohn in het ileum na 6 maanden. We onderzochten daarom de hypothese dat F. prausnitzii een beschermend effect heeft voor de ziekte van Crohn. Onderzoek op cellulaire cultuurmodellen, op bloedcellen en op laboratoriumdieren met een chemisch geïnduceerde darminfectie heeft aangetoond dat F. prausnitzii zowel in vitro als in vivo ontstekingswerende effecten heeft. De werking impliceert de afscheiding van metabolieten die de activatie van NFκB en de productie van IL-8 blokkeren. De in vivo effecten worden gelinkt aan een vermindering van de synthese van pro-inflammatoire cytokines in de darm, het induceren van de aanmaak van IL-10 (voor het supernatans) en de neiging tot correctie van de dybiosie bij een colitis die werd geïnduceerd met TNBS. De aanvoer van commensale bacteriën zoals F. prausnitzii of het gebruik van probiotica voor het corrigeren van de dysbiose bij de ziekte van Crohn lijken beloftevolle strategieën als onderdeel van de behandeling van deze ziekte. Bij uitbreiding moeten de probiotica een belangrijke rol kunnen spelen bij de beïnvloeding van ontstekingen, bijvoorbeeld allergieën bij kinderen, het metabolisch syndroom bij volwassenen of immunosenescentie bij ouderen. Rol van de darmflora bij inflammatoir darmlijden Gevolgen voor het immuunsysteem J. Doré Symposium Pre- en probiotica: van concept tot gezondheidseffecten Instituut Danone 20/10/2007 2

3 Bacteries/g feces microbiote dominant microbiote sous-dominant Bacteries en transit Bacteria C. Leptum group C. Coccoides group Bifidobacterium Bacteroides Prevotella group 3 phyla majeurs & 4 groupes dominants : Clostridium coccoides Clostridium leptum Bacteroides Bifidobacterium Les population microbiennes chez l adulte, analysées par PCRq E. coli Enterococcus S. salivarius Lactobacillus Leuconostoc S. thermophilus L.rhamnosus L. casei L.plantarum Lc lactis J-P Furet et al.

4 La diversité d espèces du microbiote fécal dominant d adultes présente des profils essentiellement individu-spécifiques 14 adultes mois 2 adultes seules qq espèces bactériennes semblent conservées et stables dans le temps Zoetendahl et al ; Sutren et al ; Seksik et al ; Vanhoutte et al. 2004

5 «des facteurs liés au génotype de l hôte seraient des déterminants majeurs de la composition du microbiote intestinal» E. Zoetendal et al MEHD 13: Similarity Index Temporal Variation variation temporelle (n=4) (n=4) Jumeaux monozygotes (n=6) Marital partners (n=12) Individus non apparentés (n=17) Human and other primates comparison (n=4)

6 Le microbiote intestinal humain est altéré par une antibiothérapie (érythromycine 500mg/jour, 4 jours) * ** n=6 volontaires sains adultes similarité % Temps (jours) M-F de la Cochetière et al, JCM perturbé par l antibiothérapie, le microbiote dominant retrouve son profil d équilibre en un mois => Le microbiote fécal humain dominant est «résilient»

7 Additivité Gram+ Gram - C. leptum Bacteroides Bifidobacterie Atopobium Enterobacterie C. coccoides 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Maladie de Crohn Rectocolite Hémorragique Colite Infectieuse Témoins Sokol et al. Inflamm Bowel Dis. 2006