INVLOED VAN DARMMICROBIOTA OP GEZONDHEID EN WELZIJN VAN DE MENS

Transcriptie

1 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar INVLOED VAN DARMMICROBIOTA OP GEZONDHEID EN WELZIJN VAN DE MENS door Lies CLAEYS Promotoren: Lieselot Hemeryck Prof. Dr. Lynn Vanhaecke Literatuurstudie in het kader van de Masterproef 2015 Lies Claeys

2

3 Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden. Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.

4 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar INVLOED VAN DARMMICROBIOTA OP GEZONDHEID EN WELZIJN VAN DE MENS door Lies CLAEYS Promotoren: Lieselot Hemeryck Prof. Dr. Lynn Vanhaecke Literatuurstudie in het kader van de Masterproef 2015 Lies Claeys

5 VOORWOORD Graag zou ik iedereen willen bedanken die op welke manier dan ook heeft bijgedragen tot de totstandkoming van deze literatuurstudie. In de eerste plaats bedank ik mijn promotor, Lieselot Hemeryck, voor alle hulp, het verbeterwerk en de snelle reacties. Ook mijn copromotor, Prof. Dr. Lynn Vanhaecke wil ik bedanken voor het snelle nalezen en verbeteren van mijn literatuurstudie. Daarnaast wil ik ook Bram Vermeulen, mijn vriend, bedanken voor het regelmatig herlezen van dit werk en de steun tijdens het schrijven. Tot slot wil ik ook graag mijn ouders bedanken omdat ze altijd in mij blijven geloven en voor hun onvoorwaardelijke steun.

6 INHOUDSOPGAVE VOORWOORD... SAMENVATTING... 1 INLEIDING... 2 LITERATUURSTUDIE DE DARMMICROBIOTA ALS SUPERORGANISME MICROBIELE SAMENSTELLING TIJDENS DE VERSCHILLENDE LEVENSFASEN Juveniele fase Adulte fase Seniorenfase FUNCTIES VAN DE DARLMICROBIOTA Metabolisme Immuunfunctie VERSTORINGEN IN DE SAMENSTELLING VAN DE DARMMICROBIOTA HET DIEET ALS BEÏNVLOEDENDE FACTOR MEDICATIE GEVOLGEN IN HET GASTRO-INTESTINAALSTELSEL Inflammatory bowel disease Irritable Bowel Syndrome Celiac Disease Tumoren GEVOLGEN BUITEN HET GASTRO-INTESTINAALSTELSEL Obesitas Diabetes type I Diabetes type II Atopie Leverziekten Autisme BESPREKING REFERENTIELIJST... 20

7 SAMENVATTING Dankzij de ontwikkeling van cultuuronafhankelijke moleculaire technieken kreeg men steeds meer inzicht in de samenstelling en diversiteit van de intestinale microbiota. Hierdoor weet men dat de darm een belangrijk milieu vormt waarin talrijke micro-organismen gehuisvest zijn. De interactie tussen de darmmicrobiota en de gastheer vindt plaats in twee richtingen, dit wil zeggen dat de darmmicrobiota essentieel zijn voor de gezondheid en het welzijn van de gastheer, maar dat de gastheer op zijn of haar beurt ook essentiële voedingsstoffen biedt voor de groei en het onderhoud van de darmmicrobiota. Steeds meer groeit dan ook het besef dat de intestinale microbiota helpen bij het ontwikkelen van metabole en immunologische activiteiten maar dat ze anderzijds ook een rol spelen bij het ontstaan van talrijke (extra)gastro-intestinale aandoeningen. Men weet ondertussen ook dat het dieet een belangrijke invloed uitoefent op de microbiële samenstelling van het gastro-intestinaal kanaal en dat deze samenstelling dus ook via het dieet kan bijgestuurd worden. Men kan concluderen dat er nog geen duidelijkheid bestaat over wat nu precies een gezonde microbiële samenstelling is. Daarentegen weet men wel dat veel ziektes, zoals Inflammatory bowel disease, Irritable Bowel Syndrome, Celiac Disease, tumoren, obesitas, diabetes, enz. gepaard gaan met welbepaalde veranderdingen in de gastro-intestinale microbiële samenstelling. Kernwoorden: Darm, Dieet, Gezondheid, Microbiota, Ziekte 1

8 INLEIDING Reeds rond 400 v.c. wist men dat de intestinale microbiota een belangrijke invloed uitoefenen op de gezondheid en het welzijn van de mens. Dit bewijst volgend citaat van Hippocrates: death sits in the bowels and bad digestion is the root of all evil 1. De voorbije decennia werd er veel onderzoek verricht naar de samenstelling van de humane intestinale microbiota 1,2. Hieruit bleek dat deze een superorganisme vormen dat centraal staat in ziekte en gezondheid 2. Het menselijk lichaam bevat ongeveer 10 keer meer microbiële cellen dan humane cellen: alle lichaamsoppervlakten die in contact staan met de buitenwereld worden door micro-organismen gekoloniseerd 3. Daarbij is het gastro-intestinaalstelsel met voorsprong het meest gekoloniseerde orgaan. Bovendien hebben de darmmicrobiota verschillende functies: ze spelen een rol in zowel nutritionele, fysiologische, metabole als immunologische processen 2,3. Het is dan ook niet verwonderlijk dat een goede wisselwerking tussen darmmicrobiota en gastheer van essentieel belang is en dat dysbacteriose kan leiden tot diverse ziektes 2. Er is dus een stijgende belangstelling naar de invloed van darmmicrobiota op de gezondheid van de mens. Dit komt doordat betere kennis hiervan ook belangrijke implicaties heeft om in de toekomst gerichtere therapieën te ontwikkelen 2. Door het bepalen van de individuele microbiële samenstelling zou het in toekomst namelijk mogelijk zijn om een betere en geïndividualiseerde diagnose en prognose te stellen en zo ook therapieën te optimaliseren 2. Deze literatuurstudie geeft een beknopt overzicht over de invloed van darmmicrobiota op de gezondheid en het welzijn van de mens. Hierbij wordt eerst ingegaan op de normale samenstelling van de intestinale microbiota, de evolutie tijdens het leven van de mens en de verschillende invloeden op de gezondheid. Vervolgens worden de belangrijkste functies die een invloed hebben op de gezondheid uitgelicht. Daarna wordt een overzicht gegeven van eventuele gevolgen van een verstoord intestinaal microbieel evenwicht en hoe dit een rol speelt in het ontstaan van ziektes in de gastheer. Ook wordt besproken hoe het dieet en medicatie oorzaken kunnen zijn van dysbacteriose. Finaal worden enkele ziektes besproken waarvan onderzoek heeft uitgewezen dat stoornissen in de darmmicrobiota een rol zouden spelen in het ontstaan van deze ziektes. Hierbij wordt een onderscheid gemaakt tussen gastro-intestinale en extragastro-intestinale aandoeningen. 2

9 LITERATUURSTUDIE 1. DE DARMMICROBIOTA ALS SUPERORGANISME 1.1. MICROBIELE SAMENSTELLING TIJDENS DE VERSCHILLENDE LEVENSFASEN JUVENIELE FASE Tijdens hun verblijf in de baarmoeder zijn foeti volledig steriel. Borelingen worden tijdens en snel na de geboorte blootgesteld aan en gekoloniseerd door de microbiota van de moeder en de omgeving 4. Zo werden dezelfde Escherichia coli serotypen teruggevonden in zowel de faeces van de moeder als van de baby 5. Een andere studie toonde een duidelijke overeenkomst aan tussen bacteriële culturen van de cervix van de moeder en bacteriële culturen van de maagsappen van baby s die natuurlijk geboren werden 6. Tannock et al. (1990) betwijfelden echter dat de microbiota van de moeder de darm van de neonaat blijvend koloniseren. Diezelfde onderzoeksgroep opteerde dat er wel overdracht is van maternale faecale flora naar de neonaat, maar dat deze in sommige gevallen van voorbijgaande aard is 7. Op de vraag welke kiemen en in welke aantallen deze kiemen in de darm van de neonaat voorkomen, kan niet eenduidig geantwoord worden. Algemeen stelt men dat de faecale flora van de neonaat vooral bestaat uit anaeroben 4. Bifidobacteria, Bacteroides, Enterococci en Enterobacteria werden het meest frequent aangetoond 4. Streptococci, Clostridia, Bifidobacteria en facultatief gramnegatieve bacteriën zijn de kiemen die worden terug gevonden tijdens de eerste twee levensdagen van de baby. Tegen het einde van de eerste levensweek nemen vooral de Bifidobacteria de overhand in de faecale flora 8. Bacteriële kolonisatie van een baby is sterk afhankelijk van de manier waarop deze ter wereld gebracht werd. Grönlund et al. (1999) toonden aan dat de kolonisatie van de darm vertraagd was bij baby s die via keizersnede geboren werden in vergelijking met baby s die via de normale (vaginale) weg geboren werden 9, wat vooral opvallend was voor de Bacteroides fragilis groep. B. fragilis kon namelijk pas vanaf 2 maanden leeftijd aangetoond worden bij kinderen die via keizersnede geboren werden en op een leeftijd van 6 maanden was de hoeveelheid B. fragilis beduidend lager bij kinderen geboren via keizersnede in vergelijking met kinderen die op natuurlijke wijze geboren werden 9. Daarentegen werden uit de maagsappen van baby s geboren via keizersnede grotere aantallen Streptococci geïsoleerd 6. Verder werd aangetoond dat, in vergelijking met de maternale vaginale microbiota, de maternale faecale microbiota een grotere bijdrage levert tot de kolonisatie van de darm van de baby, dit doordat er tijdens de partus vaak gedefeceerd wordt 7. De samenstelling van de darmmicrobiota wordt ook bepaald door de voeding van de baby 10,11. Kinderen die flessenvoeding krijgen worden pas enkele maanden later met Bifidobacteria gekoloniseerd in vergelijking met kinderen die borstvoeding krijgen. Eenmaal de kolonisatie heeft plaatsgevonden, zijn de aantallen Bifidobacteria in beide groepen even hoog 11. Bacteroides spp. en 3

10 Clostridia kunnen daarentegen eerder teruggevonden worden in de darm van kinderen die flessenvoeding krijgen. Kinderen die borstvoeding krijgen, worden meestal pas gekoloniseerd met Bacteroides spp. na de introductie van vaste voeding, en met Clostridia tijdens de periode dat borstvoeding wordt stopgezet 11. Lactobacilli en Streptococci kon men slechts zelden aantonen bij kinderen die borstvoeding kregen 12. Men kan hieruit besluiten dat de samenstelling van de darmmicrobiota van met borstvoeding gevoede kinderen hoofdzakelijk uit Bifidobacteria bestaat 12. Tijdens de periode dat borstvoeding stelselmatig wordt afgebouwd, wordt vaste voeding toegevoegd aan het dieet van het kind wat zijn weerslag heeft op de bacteriële samenstelling van de darm 12. Na de introductie van vaste voeding en stopzetting van borstvoeding, evolueren de darmmicrobiota geleidelijk aan naar hun volwassen samenstelling die rond de leeftijd van 2 jaar bereikt wordt 13. In deze periode stelt men vast dat het aantal Bifidobacteria afneemt en dat de Bacteroides, Lactobacilli en Streptococci frequenter teruggevonden worden 12,13. Ook de invloed van de darmmicrobiota op de gezondheid van de neonaat is een onderwerp waar nog veel onderzoek naar gebeurt. In een studie van Mata et al. (1971) vond men dat diarree bij baby s kan veroorzaakt worden door bepaalde serotypen van enteropathogene Escherichia coli 8. Zolang de baby borstvoeding krijgt, zijn er in de darm hoge aantallen Bifidobacteria en secretorisch IgA aanwezig die de overmatige kolonisatie van E. coli remmen. Borstvoeding leidt tot een lagere ph in de dikke darm, waardoor de groei van E. coli geremd wordt en kinderen die borstvoeding krijgen minder gevoelig zijn voor gastro-enteritis ADULTE FASE Vanaf de leeftijd van 2 jaar heeft de bacteriële flora zijn adulte samenstelling bereikt 13. Elk individu heeft een uniek ecosysteem, waarin zich ook kernmicrobiota bevinden. Dit zijn microbiota die men in de darm van elk individu kan terugvinden 15,16. Veel verschillende onderzoekstechnieken werden reeds gebruikt om dit ecosysteem in kaart te brengen, maar de meest geschikte methode om de meeste bacteriële species te kunnen opsporen, blijkt deze te zijn waarbij men genen opzoekt die coderen voor het 16S rrna 15. De meeste onderzoekers zijn het er over eens dat de Firmicutes en Bacteroidetes de meest voorkomende fyla zijn onder de darmmicrobiota. Minder voorkomende fyla zijn Proteobacteria, Actinobacteria en Verrucomicrobia 15,17,18. Op basis van de samenstelling van de darmmicrobiota kan men individuen indelen in 3 groepen of enterotypes; de Bacteroides-groep (enterotype I), de Prevotella-groep (enterotype II) en de Ruminococcus-groep (enterotype III) (Fig. 1). Het enterotype bepaalt hoe energie gewonnen wordt uit fermenteerbare voedingstoffen en hoe een individu reageert op medicatie. Elk enterotype wordt namelijk geassocieerd met bepaalde bacteriële genera die elk op hun eigen manier energie verwerven en voedingsstoffen metaboliseren 19. 4

11 Fig. 1: Indeling van de humane micorbiota in 3 verschillende enterotypes. (uit Aziz, 2013) SENIORENFASE Naarmate men ouder wordt, zal de samenstelling van de darmmicrobiota wijzigen en vaak is dit het gevolg van veranderingen in eetgewoonten door verminderde smaak- en geurperceptie en kauw- en slikproblemen 20. Bij senioren kon men aantonen dat op fylumniveau de Bacteroidetes dominant waren ten opzichte van de Firmicutes 21 (Fig. 2). In vergelijking met jongeren hebben ouderen een grotere speciesdiversiteit wat betreft de Bacteroides 22, maar een lagere speciesdiversiteit wat betreft de facultatieve bacteriële species. Verder merkte men op dat de proportie Enterobacteriën ten opzichte van het totaal aantal bacteriën groter is dan bij jongere mensen 22. Bij ouderen is het meest geïsoleerde genus van de Bifidobacteria, Bifidobacterium angulatum. Maar Bifidobacteria in het algemeen vindt men in grotere aantallen bij jonge mensen dan bij ouderen 22. Fig. 2: Taartdiagram van de intestinale microbiële samenstelling van gezonde individuen op fylumniveau. Diagram A werd gebaseerd op faecesstalen van 187 oudere individuen, diagram B werd gebaseerd op faecesstalen van 9 jongere volwassen individuen. (Uit Claesson, 2011). 5

12 1.2. FUNCTIES VAN DE DARMMICROBIOTA Vanaf de geboorte en de ontwikkeling van de darmmicrobiota, vervult deze een belangrijke metabole functie, een beschermende functie tegen pathogene bacteriën en tal van immunologische functies. De actieve intestinale microbiota ontwikkelen zich relatief langzaam, waardoor sommige functies al actief zijn wanneer anderen zich nog ontwikkelen METABOLISME Bij verschillende metabole functies spelen de darmmicrobiota een belangrijke rol. Een studie van Midtvedt et al. (1998) toonde aan dat de productie van korteketenvetzuren reeds het volwassen niveau bereikte bij kinderen van 6 maand oud 23. Bovendien bleek dat mucinedegradatie, de omzetting van bilirubine tot urobilinogeen, de omzetting van cholesterol tot coprostanol en de inactivatie van trypsine pas later op gang komen 23 (Fig. 3). Momenteel beweert men dat korteketenvetzuren voornamelijk geproduceerd worden door anaeroben, maar verder onderzoek daaromtrent is nog noodzakelijk 23. Aangezien het zonder de hulp van de intestinale microbiota onmogelijk is om korteketenvetzuren te verkrijgen uit onverteerbare koolhydraten, spelen ze een belangrijke rol in het energiemetabolisme. Verder bepaalt de hoeveelheid opgenomen koolhydraten in welke mate korteketenvetzuren geproduceerd worden 24. Een studie met kiemvrije muizen toonde bijvoorbeeld aan dat Bacteroides thetaiotaomicron vooral acetaat en formiaat produceert en dat de interactie van deze bacterie met Methanobrevibacter smithii leidt tot een nog betere koolhydraatvertering en een verhoogde absorptie van energie in de darm 24. 6

13 Fig. 3: Grafische weergaves van de waarden van 4 metabole parameters (korteketenvetzuren, trypsineactiviteit, urobilinogeen en coprostanol) bij kinderen van 0 tot 6 maanden leeftijd in vergelijking met de volwassen waardes. A: alle kinderen, B: kinderen die uitsluitend borstvoeding kregen tot de leeftijd van 3 of 6 maanden, C: Kinderen die vanaf 1 maand leeftijd flessenvoeding kregen. Gemiddelde waarde van de totale hoeveelheid korteketenvetzuren; Gemiddelde waarde van de faecale trypsineactiviteit; Gemiddelde waarde van urobilinogeen; Gemiddelde waarde van coprostanol (cholesterol + coprostanol); Gemiddelde volwassen waarde. (uit Midtvedt, 1988). Ook in het cholinemetabolisme spelen de darmbacteriën een belangrijke rol 24. Te weinig choline in het lichaam leidt tot leversteatose. Spencer et al. (2011) documenteerden verlaagde hoeveelheden Gamma-proteobacteriën en verhoogde hoeveelheden Erysipelotrichi bij mensen met leversteatose 25. Een studie van Sadikowski et al. (1977) onderzocht de invloed van darmmicrobiota op het cholesterolmetabolisme. De grampositieve Diplobacillus bleek in te staan voor de omzetting van cholesterol naar coprostanol 26. Bovendien toonde men aan dat het relatieve aantal Diplobacilli hetzelfde is bij hoge en lage cholesterolfermenteerders. Men vermoedde dus dat de aanwezigheid van bepaalde andere bacteriën een inhiberende werking uitoefent op de omzetting van cholesterol of dat de cholesterolreducerende bacteriën niet allemaal even efficiënt hun functie uitvoeren 26. Bij nader onderzoek kon men concluderen dat de eerste hypothese de juiste is 26. Aangezien de bacteriële samenstelling verandert bij senioren, heeft dit ook een weerslag op alle fysiologische activiteiten in de darm. De colonflora van gezonde en/of jonge individuen staat in voor de vorming van veel verschillende substraten die zowel voordelig als nadelig kunnen zijn voor de gezondheid van de gastheer. Bij oudere mensen vond men een daling in de faecale korteketenvetzuren en een stijging van de concentratie van vertakte vetzuren, wat wijst op veranderingen in de activiteit van de colonbacteriën van een suikerafbrekend metabolisme naar een eiwitafbrekend metabolisme (meer proteolytische bacteriën) 27,28. Verder vond men in de faeces van 7

14 ouderen grotere aantallen lactaatproducerende bacteriën zoals Lactobacillen en Enterococci en tegelijkertijd zag men een daling van het aantal lactaatverbruikende bacteriën zoals Clostridium coccoides en Eubacterium rectale wat resulteerde in hogere lactaatgehaltes 29. Het polysacharidenmetabolisme en de vertering van verschillende koolstofverbindingen wordt voor een groot deel bewerkstelligd door de Bacteroides 30. Men kon echter aantonen dat het totaal aantal Bacteroides in de intestinale microbiota daalt bij oudere mensen 27. De aantallen van de bacteriën die afhankelijk zijn van de metabolieten geproduceerd door Bacteroides zullen bijgevolg ook wijzigen 31. Daarnaast stelt men vast dat ook het aantal Bifidobacteriën afneemt, waardoor facultatief pathogene species zoals Clostridia en Enterobacteriaceae makkelijker de darm kunnen koloniseren 32,33, IMMUUNFUNCTIE In de darm is er een intense interactie tussen de microbiota en het darmepitheel. Darmmicrobiota bestaan onder andere uit facultatief pathogene bacteriën die nefaste gevolgen kunnen hebben voor de gastheer als ze de darmbarrière penetreren. Om dit te voorkomen is een sterke interactie tussen de darmmicrobiota en het immuunsysteem vereist 35. In de dikke darm is vooral de mucuslaag, bestaande uit een buitenste bacterierijke en een binnenste bacterie-arme mucuslaag, belangrijk om het contact tussen de (mogelijk pathogene) microbiota en de epitheelcellen te vermijden 36. In de dunne darm wordt deze functie vervuld door antibacteriële proteïnen zoals RegIIIγ (een antibacterieel lecitine) en immunoglobuline A (IgA) 37. RegIIIγ wordt tot expressie gebracht door stimulatie van epitheliale Toll-like receptoren (TLR). De expressie van RegIIIγ zorgt voor een zone van 50 µm die de intestinale microbiota fysiek scheidt van het epitheel van de dunne darm 38. IgA wordt gesecreteerd door IgA + B-cellen in de lamina propria en wordt door transocytose naar de apicale celmembraan gebracht, waar het bacteriën bindt en zo verhindert dat deze migreren door de epitheellaag 39. Daarnaast spelen de darmmicrobiota een belangrijke rol bij de ontwikkeling van het immuunsysteem 37. Commensale bacteriën stimuleren TLR via een MyD88-onafhankelijke weg. De TLR brengen de productie van cytokines op gang en staan zo in voor de regulatie van de inflammatoire respons 40. Verder staat een minimaal aantal darmbacteriën in voor het tot stand brengen van T-celinteracties in de lamina propria 41. Bij ouderen is de immuunrespons verzwakt als gevolg van een verminderde voedselopname 42. Deze verzwakte immuunrespons houdt in dat er een minder efficiënte respons is van zowel B- als T-cellen 43. Men toonde aan dat er met toenemende leeftijd meer antilichamen tegen de bacteriële commensalen circuleren in het bloed. Dit is te wijten aan een verminderde maagzuursecretie en een toegenomen 8

15 permeabiliteit van de darmmucosa 44. Hierdoor kunnen species die voordien geen kans kregen om te groeien nieuwe niches, binnendringen en de samenstelling van de darmmicrobiota wijzigen 45. Veel studies onderzochten de functie van de natural killer (NK) cellen bij ouder wordende mensen, maar de resultaten hiervan zijn uiteenlopend. Dit kan te maken hebben met het feit dat niet elk onderzoek dezelfde populatie onderzoekt of dat men niet dezelfde analysemethoden gebruikt 46. Ligthart et al. (1989) zetten daarom een studie op die deze factoren in rekening bracht. Hieruit kon besloten worden dat er bij toenemende leeftijd geen veranderingen zijn in de NK-celfunctie 46. Onderzoek naar lymfocyten wees uit dat er bij toenemende leeftijd een daling is in het absolute aantal lymfocyten en T-lymfocyten (zowel CD4 + als CD8 + ). Gelijktijdig zag men wel een stijging in de hoeveelheid geactiveerde T-cellen 47. Daarnaast kon men aantonen dat het aantal B-cellen daalt bij toenemende leeftijd en dat er een stijging van het percentage en het absolute aantal niet-mhcgebonden T-lymfocyten (CD3 + en CD56 + ) plaatsvindt VERSTORINGEN IN DE SAMENSTELLING VAN DE DARMMICROBIOTA 2.1. HET DIEET ALS BEÏNVLOEDENDE FACTOR Onze gezondheid wordt sterk bepaald door onze voeding, dit is deels zo omdat het dieet een belangrijke invloed uitoefent op onze intestinale microbiota 48. Zoals reeds hoger vermeld, kan men de darmmicrobiota indelen in enterotypes (Bacteroides, Prevotella en Ruminococcus) 19. Het enterotype wordt voor een deel bepaald door het dieet. Vleesconsumptie (veel eiwitten, verzadigde vetten en aminozuren) wordt geassocieerd met het Bacteroides-enterotype 48. Daartegenover staat het Prevotella-enterotype dat geassocieerd wordt met het dieet van vegetariërs en een dieet rijk aan koolhydraten en enkelvoudige suikers 48. Wanneer men de intestinale microbiota van proefpersonen met een vetrijk vezelarm dieet vergeleek met proefpersonen die een vetarm vezelrijk dieet kregen, zag men reeds na 24 uur veranderingen in de samenstelling van de intestinale microbiota 48. Tien dagen na de opzet van de studie kon men daarentegen geen verandering van het enterotype waarnemen 48. Verder onderzoek is nodig om uit te maken of langdurige dieetveranderingen het enterotype kunnen wijzigen MEDICTATIE Antibiotica worden vaak voorgeschreven en ingenomen, hoewel er reeds is aangetoond dat antibiotica de intestinale microbiota ernstig kunnen verstoren 49. Zo vond men dat Amoxicilline het aantal Enterobacteriën significant kan doen stijgen. Amoxycilline/clavulaanzuur doet naast de Enterobacteriën ook het aantal aerobe grampositieve Enterococcen stijgen. Piperacilline/tazobactam en Pivmecillinam doen het aantal Enterobacteriën dalen 49. Een studie van Bartosch et al. (2004) 9

16 toonde aan dat de aantallen Bacteroides, Prevotella, Bifidobacteria en Desulfovibrio genera significant lager waren in faecesstalen van mensen die antibiotica innamen 31. Andere bacteriële genera en families zoals Enterococcus faecalis en Enterobacteriaceae konden daarentegen vaker teruggevonden worden na antibiotica-inname 31. Oudere mensen nemen vaak antibiotica in tegen urinaire en respiratioire infecties 49. De invloed van deze antibiotica-inname op hun intestinale darmmicrobiota is dan ook al vaak bestudeerd. Op speciesniveau vonden Woodmansey et al. (2004) dat Prevotella tannerae de dominante Prevotellaspecies was bij gezonde oude mensen, terwijl Prevotella loescheii het overheersende species was na antimicrobiële therapie 27. Wat betreft de Bifidobacteria kon men bij patiënten die antbiotica kregen enkel het genus Bifidobacterium coryneforme aantonen, dit genus kon nooit aangetoond worden bij gezonde oude mensen 27. Lactobacilli en Clostridia vertoonden daarentegen een veel grotere speciesdiversiteit bij personen die antibiotica toegediend kregen 27. Niet alleen antibiotica maar ook andere geneesmiddelen hebben een invloed op de microbiota. Medicijnen zoals niet steroidale anti-inflammatoire geneesmiddelen (NSAID S), diuretica, vasodilatoren, pijnstillers, koortsremmers, benzodiazepines, antidepressiva, hartglycosiden en antihistaminica kunnen droge ogen (door verminderde traanproductie) en/of een droge mond veroorzaken 50. De verminderde speekselaanmaak bij deze personen heeft negatieve gevolgen voor de orale mucosa en microbiota 50. Ook het gebruik van protonpompinhibitoren (tegen peptische ulcera in de maag) leidt in de maag en de dunne darm tot een verhoogde kolonisatie van pathogene bacteriën (opgenomen via het voedsel) door de ph-daling die het geneesmiddel teweegbrengt GEVOLGEN IN HET GASTRO-INTESTINAALSTELSEL INFLAMMATORY BOWEL DISEASE Inflammatory bowel disease is een verzamelnaam voor verschillende ziektes die kunnen optreden in de darm, de voornaamste subtypes zijn ulceratieve colitis (UC) en de ziekte van Crohn (CD). Deze subtypes worden gekenmerkt door een chronische inflammatie van de intestinale mucosa die zich kan voordoen over de hele lengte van het maagdarmstelsel 52. Verschillende onderzoeksgroepen toonden reeds een verband aan tussen de samenstelling van de darmmicrobiota en inflammatory bowel disease (IBD) 53. In een proefopzet waarbij men ratten inspoot met 2,4,6-trinitrobenzeensulfonzuur (TNBS) om inflammatie van de darmwand na te bootsen, kon men aantonen dat kiemvrije dieren in tegenstelling tot normaal gekoloniseerde dieren geen colitis ontwikkelden 54,55. In tegenstelling tot kiemvrije ratten, zijn niet alleen de mucosale letsels als reactie op TNBS veel meer uitgesproken bij gekoloniseerde ratten, maar de letsels beslaan ook een groter stuk van de darm 55. Men veronderstelt dat verschillende bacteriële species een transmurale inflammatie kunnen veroorzaken door migratie in de darmwand via verwondingen in de darmmucosa 55. Niet alle bacteriën hebben deze pro-inflammatoire 10

17 eigenschappen en men neemt aan dat ook de genetische predispositie van de gastheer een invloed heeft op het ontstaan en het ontwikkelen van de ziekte 53. Dit laatste blijkt uit het feit dat Bacteroides vulgatus geen colitis kan veroorzaken in interleukine 10-negatieve muizen 56, maar wel in transgene HLA-B27-ratten 57. Het verband tussen darmmicrobiota en IBD werd niet enkel bij proefdieren, maar ook bij de mens zelf nader onderzocht. Hierbij vergeleek men ofwel de faecale ofwel de mucosale microbiota van IBDpatiënten en gezonde individuen 53. Bij het vergelijken van de samenstelling van de microbiota in faecesstalen kon men aantonen dat de faecale bacteriële samenstelling verschilt tussen gezonde individuen en IBD-patiënten. Verder bleek uit deze vergelijking dat de hoge speciesdiversiteit wel bewaard blijft 58. Zo ontdekte men bij IBD-patiënten dat één E. coli-serotype de faecale flora domineert 58,59, dat er bij patiënten met de ziekte van Crohn meer E. coli, B. fragilis en Lactobacilli voorkomen 60 en dat bepaalde species die in gezonde darmmicrobiota niet tot de dominante fylogenetische groepen behoren, vaker geïsoleerd kunnen worden uit IBD-patiënten 58,61. Uit andere studies bleek dat het aantal Lactobacilli en Bifidobacteria daalt bij IBD-patiënten, terwijl beiden een beschermend effect zouden uitoefenen bij CD 53. De mucuslaag van de darm van een IBD-patiënt bevat veel meer bacteriën dan die van een gezond individu 62 (ter hoogte van het ileum worden de hoogste concentraties aangetroffen 63 ). Bovendien vond men dat hoe erger de ziekte wordt, hoe meer het aantal bacteriën blijkt te stijgen 63. Een daling in de efficiëntie van de beschermende functie van de mucuslaag zou hiervoor aan de basis kunnen liggen. Dit heeft als gevolg dat het inflammatieproces tijdens IBD onderhouden wordt omdat het mucosale immuunsysteem wordt blootgesteld aan bacteriën die zich normaal gezien niet in de mucuslaag bevinden 62. Bacteroides en Enterobacteriaceae zijn de meest voorkomende species in de mucuslaag van de IBDpatiënt. Daarnaast kan Collinsella aerofaciens ook vaak geïsoleerd worden. Mycobacteria en Listeria kan men daarentegen zelden isoleren 63. Zoals reeds eerder vermeld, zijn TLR essentieel voor het goed functioneren van de darmmicrobiotagastheer interactie. De celwand van gramnegatieve bacteriën bevat lipopolysacchariden (LPS) en het lipid A deel van deze LPS bindt met TLR-4. Door een deletie in het gen dat codeert voor de TLR-4, ontstaat er een polymorfisme in deze receptor waardoor de binding met LPS niet meer plaatsvindt en het individu vatbaarder wordt voor infecties van gramnegatieve bacteriën 64. Ulceratieve colitis (UC) en de ziekte van Crohn (CD) komen vaker voor bij mensen met het TLR-4 polymorfisme, maar er kon tot nog toe geen causaal verband aangetoond worden tussen het polymorfisme en de ziektes IRRITABLE BOWEL SYNDROME Irritable Bowel Syndrome (IBS) wordt gekarakteriseerd door veranderingen in stoelgang en dan vooral diarree (door gewijzigde motiliteit en veranderingen in absorptie en secretie) en recidiverende abdominale pijnen 65. De link tussen de intestinale microbiota en het voorkomen van IBS werd gelegd 11

18 aan de hand van vergelijkende studies tussen zieke en gezonde individuen. Men noteerde immers een toename van Firmicutes en een daling van Bacteroidetes en Bifidobacteria (Actinobacteria) 66. De daling in aantal Bifidobacteria werd veroorzaakt door een daling van Bifidobacterium pseudocatenulatum, Bifidobacterium gallicum en nog enkele andere Bifidobacterium species die men niet in cultuur kon brengen 66. Personen met IBS hebben een 2 maal hogere Firmicutes/Bacteroides verhouding dan gezonde individuen 66. Dit komt vooral doordat het aantal Clostridia, die behoren tot het fylum van de Firmicutes, sterk gestegen is. Prevotella en Bacteroides zijn mede verantwoordelijk voor het geringer voorkomen van het aantal Bacteroidetes. Deze 2 genera (Bacteroides en prevotalla) karakteriseren de enterotypes 2 en 3. Hieruit kan men afleiden dat de darmmicrobiota van de meeste IBS-patiënten ingedeeld kunnen worden bij het 3 de enterotype (Ruminococcus) 66. Stijging van Ruminococcus gnavus en Ruminococcus torques is gecorreleerd met de symptomen van IBS, wat suggereert dat deze species in de toekomst misschien als indicatorspecies voor IBS gebruikt kunnen worden 66. Een andere hypothese voor de oorzaak van IBS stelt dat het enterisch zenuwstelsel gedereguleerd wordt tijdens een dysbacteriose, dit zou ontstaan door de activatie van een immuunrespons door abnormale darmmicrobiota, waardoor de epitheliale permeabiliteit verandert en de nociceptieve sensorische banen geactiveerd worden 67. Daarenboven vond men dat de epitheliale verdedigingsmechanismen, die afhankelijk zijn van een sterke interactie tussen het epitheel en de darmmicrobiota, gewijzigd zijn in IBS-patiënten 68. Dit alles wijst dus op een sterke associatie tussen de ziekte en de intestinale microbiota CELIAC DISEASE Celiac Disease (CeD) is een immuungemedieerde enteropathie die gekarakteriseerd wordt door chronische inflammatie van de dunne darmmucosa omwille van glutenintolerantie 69. Patiënten met CeD hebben hogere aantallen gramnegatieve en lagere aantallen grampositieve bacteriën in vergelijking met gezonde individuen 69. Er worden ook veel meer staafvormige bacteriën gevonden in associatie met de mucosa van CeD-patiënten, maar verdere typering van deze bacteriën werd niet beschreven 70. De verhoudingen in studies die voordelige bacteriële groepen zoals Lactobacillus en Bifidobacterium uitzetten tegenover schadelijke gramnegatieve bacteriën zoals Bacteroides en Prevotella, zijn het hoogst in gezonde individuen en het laagst in de CeD-patiënten 70. Afhankelijk van de gebruikte diagnostische techniek vindt men licht verschillende resultaten. Indien men de darmbiopsieën van een groep CeD-patiënten met symptomen vergeleek met een controlegroep vond men hogere populaties Bacteroides, Prevotella en Escherichia coli bij de CeDpatiënten. Deze verschillen kon men echter niet aantonen tussen een groep symptoomloze CeDpatiënten (met een glutenvrij dieet) en de controlegroep 69. Dit kan erop wijzen dat een glutenvrij dieet de wijzigingen in de intestinale microbiota weer corrigeert 69. Gebruik makend van fluorescent in situ 12

19 hybridisatie (FISH) van faeces vond men hogere aantallen Bacteroides en Prevotella, zonder stijging van Escherichia coli 71. Verder kon men met FISH significante verschillen terugvinden in de proporties van Clostridium histolyticum, Eubacterium rectale en Clostridium coccoides bij CeD-patiënten en gezonde individuen 71. Met behulp van darmbiopsieën daarentegen kon men geen significante verschillen aantonen in de gehaltes Clostridium histolyticum, Eubacterium rectale, Clostridium coccoides, Atopobium sp., Clostridium lituseburense, Faecalibacterium prausnitizii en sulfaatreducerende bacteriën tussen de controlegroep en patiënten met CeD 69 (Tabel 1). Tabel 1. Speciessamenstelling van de duodenale microbiota van kinderen met actieve (symptomen aanwezig) en inactieve (symptoomloze) ziekte (kinderen op glutenvrij dieet) in vergelijking met een controlegroep. Mediaanwaardes uit dezelfde rij met verschillende letters (a,b) zijn significant verschillend (P<0.05). (Uit Nadal, 2007) De microbiële veranderingen zoals hoger vermeld zouden zowel de oorzaak als het gevolg van CeD kunnen zijn 69. Als oorzaak kan men stellen dat kolonisatie met gramnegatieve bacteriën leidt tot glutenintolerantie in genetisch gepredisponeerde individuen. In het tweede geval gaat men ervan uit dat immature enterocyten, die de beschadigde mucosa bedekken, een milieu scheppen dat de gramnegatieve bacteriën bevoordeelt TUMOREN Maagtumoren kunnen specifiek veroorzaakt worden door Helicobacter pylori 72. Deze bacterie is aanwezig in de maag van ongeveer de helft van de wereldbevolking en veroorzaakt maligne transformatie van het maagepitheel doordat die een chronisch actieve immuunreactie opwekt en zo aanleiding geeft tot een persisterende inflammatoire reactie 72. Een andere manier waarop de 13

20 maligniteit ontstaat, is doordat H. pylori reactieve stikstofintermediairen produceert 73 die DNA-schade kunnen veroorzaken 74. Ook de prevalentie van colorectale tumoren nam de laatste jaren toe, vooral in de Westerse wereld. Met behulp van dierenproeven kon men een verband leggen met de intestinale microbiota. Men vond namelijk dat kiemvrije dieren minder onderhevig waren aan colorectale tumoren dan normaal gekoloniseerde dieren 75. Een humane studie concludeerde dat het voorkomen van bepaalde bacteriën geassocieerd is met een hoger risico op colonkanker en het voorkomen van andere dan weer met een lager risico op colonkanker 76. In het algemeen stelde men vast dat de darmmicrobiota verschillen tussen individuen met colonkanker en individuen zonder deze aandoening 76. Men noteerde een stijging in de hoeveelheid Bacteroides, waarbij vooral B. vulgatus en B. stercoris geassocieerd werden met verhoogd risico op colonkanker 76. In tegenstelling tot wat men zou verwachten is ook de gestegen concentratie van Bifidobacteria (voornamelijk B. longum en B. angulatum) gelinkt aan een hoger risico op colonkanker 76. Men verwachtte dit niet omdat Bifidobacteria meestal geprofileerd worden als bacteriën met een positief effect op de darmgezondheid 76. Bacteriën geassocieerd met een laag colonkankerrisico zijn Lactobacilli en Eubacterium aerofaciens GEVOLGEN BUITEN HET GASTRO-INTESTINAALSTELSEL OBESITAS Wereldwijd neemt de prevalentie van obesitas zienderogen toe bij zowel volwassenen als kinderen. Te hoge opname en te weinig verbruik van energie werken obesitas in de hand waarbij verschillende mechanismen een invloed hebben op het evenwicht tussen opname en verbruik 77. Obesitas gaat gepaard met een verlaagde bacteriële diversiteit en veranderingen op fylumniveau 78. Uit een vergelijking van obese en slanke tweelingen concludeerde men dat de proportie Bacteroidetes lager en de proportie Actinobacteria hoger is bij obese individuen 78. Een ander onderzoek bevestigde de resultaten omtrent Bacteroidetes en rapporteerde daarenboven een stijging van het aantal Firmicutes 79. Wanneer men in de studie van Ley et al. (2006) proefpersonen een caloriearm dieet gaf, bemerkte men een correlatie tussen het gewichtsverlies en een stijging van de proportie Bacteroidetes 79. Bij kinderen zou men volgens een studie van Kalliomäki et al. (2008) obesitas kunnen voorspellen door monitoring van veranderingen in de faecale microbiota. Kinderen die een normaal gewicht hebben en behouden, hebben grotere aantallen Bifidobacteria en minder Staphylococcus aureus dan kinderen die neigen tot overgewicht 80. Uit een studie waarbij men bacterievrije muizen vergeleek met conventionele muizen besloot men dat de intestinale microbiota verantwoordelijk zijn voor een efficiëntere extractie van energie uit de voeding. Conventionele muizen hadden namelijk 60% meer lichaamsvet vergeleken met de bacterievrije muizen

21 DIABETES TYPE I Diabetes type I, ook bekend als insuline-afhankelijke diabetes mellitus, is een T-celgemedieerde autoimmuunziekte waarbij de insulineproducerende β-cellen van de pancreas worden aangevallen door het lichaamseigen immuunsysteem 82. Er bestaat een vermoeden dat er een positieve correlatie is tussen de verbeterde hygiëne en de toegenomen prevalentie van diabetes type I in geïndustrialiseerde landen 82. Deze hypothese werd bevestigd door een studie met ratten die aantoonde dat niet-obese ratten meer geneigd waren om diabetes te ontwikkelen wanneer ze in pathogeenvrije omstandigheden werden gehuisvest 83. Daarnaast blijkt ook het MyD88-proteïne betrokken te zijn in de pathogenese van diabetes type 1. Men heeft namelijk pathogeenvrije niet-obese muizen gekweekt die het MyD88-proteïne niet bezitten en merkte daarbij op dat deze muizen geen diabetes ontwikkelden 84. Bacterievrije niet-obese MyD88- negatieve muizen ontwikkelden echter wel ernstige diabetes. Nadat men deze muizen koloniseerde met darmmicrobiota werd de diabetes minder erg, wat erop wijst dat het MyD88-effect afhankelijk is van de darmmicrobiota 84. Men zocht daarom naar veranderingen in de intestinale microbiële samensteling die geassocieerd konden worden met de afwezigheid van MyD88. Wat men vervolgens aantrof bij MyD88-negatieve muizen was een lagere Firmicutes/Bacteroides-verhouding en hogere aantallen Lactobacilli, Rikenellae en Porphyromonadaeae DIABETES TYPE II Diabetes type 2 wordt gekenmerkt door insulineresistentie en is geassocieerd met obesitas 85. Het ontstaan van diabetes type 2 wordt in de hand gewerkt door een gewijzigde darmmicrobiota bij obese individuen 86. Men vond namelijk terug obese mensen met insulineresistentie een gestegen verhouding van Firmicutes en Bacteroidetes vertonen in vergelijking met gezonde individuen (niet obees en geen diabetes) 86. Daarnaast hebben individuen met diabetes minder Bacteroides vulgatus, Bifidobacteria en Fusobacterium prausnitzii (hun hoeveelheid is negatief gecorreleerd met insulineresistentie) 87, maar meer Clostridium leptum en andere endotoxineproducerende gramnegatieve bacteriën in hun faecale microbiota ATOPIE Atopische ziekten kan men definiëren als chronische inflammatoire verstoringen door een afwijkende Th2-cel immuunrespons tegen algemeen voorkomende onschadelijke antigenen 89. Allergische individuen hebben namelijk hoge gehaltes aan allergeenspecifiek IgE en eosinofielen. De stijging van elk van deze wordt in de hand gewerkt door cytokines die geproduceerd worden door Th2-cellen 90. De 15

22 Th2-cellen van individuen met atopische ziekten produceren een overmaat aan cytokines door een onevenwicht tussen de regulatorische T-cellen (die een remmende functie hebben op de Tcelgemedieerde immuunrespons) en de Th2-cellen 89. Wereldwijd komen atopische ziektes zoals eczeem, astma en hooikoorts steeds vaker voor en dit vooral in geïndustrialiseerde landen 91. Er wordt gesuggereerd dat dit te maken heeft met het feit dat kinderen tegenwoordig minder infecties doormaken in hun kindertijd, wat men ook wel de hygiënehypothese noemt 91. Men kwam tot deze hypothese omdat er aangetoond kon worden dat kinderen met meer broers en zussen 92 of kinderen die meer in contact kwamen met vee minder risico hadden op de ontwikkeling van een allergie 93. Kinderen die minder infecties doormaken in hun kindertijd, worden minder blootgesteld aan bacteriën. Aangezien bacteriën belangrijk zijn voor de ontwikkeling van een normale Th1-Th2-balans, kan deze verminderde blootstelling leiden tot een minder goede werking van de immuunrespons, wat op zijn beurt dus aanleiding kan geven tot atopische ziekten 94. De samenstelling van de darmmicrobiota is verschillend bij kinderen met of zonder allergie 95. Reeds in de eerste levensmaanden zijn kinderen die later een allergie zullen ontwikkelen minder gekoloniseerd met Enterococci, Bifidobacteria en Bacteroides, daarentegen zijn ze meer gekoloniseerd met Clostridia en Staphylococcus aureus 95,96. De verhoogde aanwezigheid van Clostridia, meer bepaald Clostridium difficile kon men afleiden uit een analyse van de korteketenvetzuren in de faeces van allergische kinderen 97. Deze kinderen hadden hogere gehaltes azijnzuur en isocapronzuur waarbij het hogere gehalte isocapronzuur wijst op de aanwezigheid van Clostridium difficile 97. Daarenboven hadden niet-allergische kinderen hogere gehaltes propionzuur, isoboterzuur, boterzuur, isovaleriaanzuur en valeriaanzuur 97. Verder is de proportie anaeroben lager dan de proportie aeroben bij allergische kinderen LEVERZIEKTEN Leverziekten zoals levercirrose kunnen veroorzaakt worden door endotoxinemie die het gevolg is van een verhoogde darmpermeabiliteit. De verhoogde darmpermeabiliteit kan op zijn beurt veroorzaakt worden door portale hypertensie 98. Dit kon aangetoond worden aan de hand van een proefopzet waarbij ratten met levercirrose behandeld werden met insulin-like growth factor (IGF-I). Deze factor staat onder andere bekend om zijn functie bij het onderhoud van de darmbarrière. Bij de behandelde ratten zette de ontwikkeling van levercirrose zich niet verder doordat bacteriën de darmbarrière niet meer konden penetreren en de endotoxinemie niet verder uitbreidde 99. Verder kon men duidelijk dysbacteriose aantonen in de darm van patiënten met levercirrose. Deze dysbacteriose bestond uit veranderingen in de hoeveelheden van Bifidobacterium, Bacteroides, Enterobacter en schimmels 99. De hoeveelheid aeroben (zoals Enterobacter en Enterococcus) en anaeroben (zoals Clostridium) stijgt bij patiënten met levercirrose, terwijl de hoeveelheid Bifidobacteria daalt 18. Hoe erger het onevenwicht tussen aeroben en anaeroben, hoe erger de leverinsufficiëntie

23 Ook bij de vorming van galstenen zijn de darmmicrobiota indirect betrokken. Verstoorde darmmicrobiota spelen namelijk een rol in het ontstaan van intestinale hypomotiliteit en inflammatoire processen. Deze laatste 2 zorgen op hun beurt voor een abnormaal cholesterolmetabolisme en een gedaalde galuitscheiding, wat uiteindelijk leidt tot de vorming van galstenen AUTISME Autisme is een ontwikkelingsstoornis waarvan de etiologie nog niet volledig bekend is, maar men vermoedt dat meerdere oorzaken aan de basis van deze aandoening kunnen liggen 101. Autisme is een complexe entiteit die gepaard gaat met zowel psychologische als medische abnormaliteiten en is niet noodzakelijk (in tegenstelling tot wat men vroeger dacht) van bij de geboorte aanwezig 101. Men stelde vast dat autisme op latere leeftijd vaak voorafgegaan werd door een periode van langdurig antibioticagebruik. Hierdoor ontstond de hypothese dat verstoringen van de normale intestinale microbiota aan de basis kunnen liggen van autisme 101. Bij enkele kinderen met autisme koen een infectie met Clostridium tetani aangetoond worden, het tetanus neurotoxine (TeNT) zou hier verantwoordelijk zijn voor de neurologische symptomen 101. Een onderzoeksgroep kon aantonen dat faecesstalen van individuen met autisme 9 Clostridium species bevatten die niet geïsoleerd konden worden uit faecesstalen van een controlegroep 102. Vooraleer zenuwsymptomen kunnen ontstaan, moet het TeNT binnendringen in het centraal zenuwstelsel. Vanuit de darm gebeurt dit via de nervus vagus 103. Het opklimmen via de nervus vagus verklaart waarom een tetanusinfectie kan optreden zonder de gebruikelijke spierspasmen, de nervus vagus heeft namelijk geen invloed op de innervatie van de lichaamsspieren 103. De vooropgestelde hypothese die stelt dat het TeNT verantwoordelijk kan zijn voor het ontstaan van autisme wordt ondersteund door de bevindingen van een studie waarbij kippen intracerebraal geïnjecteerd werden met het TeNT 104. Na de injectie vertoonden alle dieren stereotype gedragingen 104 die onderdrukt konden worden met dezelfde geneesmiddelen (lithium, diazepam, haloperidol, fenfluramine en valproïnezuur) als deze die bij de mens gebruikt worden om de symptomen van autisme te onderdrukken 101,

24 BESPREKING De grote hoeveelheid literatuur die beschikbaar is omtrent dit onderwerp toont aan hoe lang men al onderzoek doet naar de intestinale microbiota en hoe actueel het nog steeds is. Bovendien groeit steeds meer het bewustzijn dat dysbacteriose aan de basis ligt of een rol speelt in de pathogenese van verschillende aandoeningen in nagenoeg alle organen. Door decennia aan wetenschappelijk onderzoek, krijgt men een steeds duidelijker beeld van de ontwikkeling van de samenstelling van de darmmicrobiota en de mate waarin deze beïnvloed wordt door onze voeding en levensstijl. Grondige kennis van de bacteriële samenstelling en ontwikkeling kan ervoor zorgen dat artsen in de toekomst nog beter het hoofd kunnen bieden aan ziektes als obesitas, diabetes, IBD, atopie, enzovoort. Verder onderzoek naar de mechanismen die de interacties tussen de darmmicrobiota en de gastheer tot stand brengen zal hiervoor nog noodzakelijk zijn. Wat wel opgemerkt kan worden is dat veel studies die tot nu toe uitgevoerd werden zich beperken tot relatief kleine populaties. Studies die verschillende populaties vergelijken zouden dus nog verdere informatie over de darmmicrobiota kunnen opleveren. Studies met te kleine populaties geven moeilijkheden wat betreft de betrouwbaarheid van de restultaten. De microbiële samenstelling kan namelijk zo verschillend zijn van individu tot individu dat men niet steeds met voldoende betrouwbaarheid kan besluiten of verschillen tussen controlegroepen en patiëntgroepen dan wel aan de ziekte of aan individuele verschillen te wijten zijn. Men zal dus bij voorkeur nog meer studies moeten uitvoeren om zo met behulp van een voldoende groot aantal patiënten aan te tonen of de verschillen in samenstelling significant zijn of niet. Voor IBD kan gesteld worden dat er duidelijk bewijs is dat bacteriën of bacteriële componenten een rol spelen in het ontstaan van de ziekte. Het is niet eenvoudig om verschillende studies met elkaar te vergelijken omdat men door het gebruik van verschillende analysetechnieken enigsinds verschillende resultaten kan bekomen. Het verder nagaan van de microbiële veranderingen in de mucuslaag en het lumen kan bijdragen tot de ontwikkeling van nieuwe antibioticabehandelingen. In verband met IBS kan het nuttig zijn om de luminale en mucosale microbiële samenstelling verder te bestuderen aangezien deze nogal kan verschillen van de faecale microbiële samenstelling. CeD wordt gelinkt aan grotere aantallen gramnegatieve bacteriën, waarbij het aantal kan gelinkt worden aan de ergheid van de symptomen in de actieve fase van CeD. Symptoomvrije CeD-patiënten hebben minder gramnegatieve bacteriën dan patiënten met symptomen, maar de verhouding tussen goedaardige bacteriën en potentieel pathogene bacteriën is niet zoals in de controlegroep. Verdere studies over interacties tussen deze bacteriën en de gastheer kunnen helpen bij het verder in kaart brengen van de ziekte, en dan vooral tijdens de symptomatische fase. H. pylori speelt een belangrijke rol in de precarcinogene fase van maagtumoren. De bestrijding van deze bacterie kan er in de toekomst dus voor zorgen dat het ontstaan van maagtumoren vermeden kan worden. Verder onderzoek naar hoe men deze bestrijding het beste aanpakt en hoe men mensen met het grootste kankerrisico kan detecteren is nog noodzakelijk. 18

25 De associatie tussen de gestegen hoeveelheden Bacteroides en colorectale kanker kan mogelijk verklaard worden doordat ook de consumptie van rauw vlees en veel vet geassocieerd wordt met colorectale kanker. Veel vet stimuleert de galproductie en gal stimuleert de Bacteroides. Het dieet heeft een invloed op de interacties tussen de darmmicrobiota en het lichaamsgewicht. Bepaalde samenstellingen van de darmmicrobiota worden dan ook geassocieerd met het ontstaan van obesitas. Vandaar dat de belangstelling voor het ontwikkelen van diëten die de metabole stoornissen onder controle houden steeds toeneemt. Verder kan men door analyse van de intestinale microbiota reeds op jonge leeftijd voorspellen of een kind risico loopt om op latere leeftijd obesitas te ontwikkelen. Hoewel hier nog geen sluitend bewijs voor bestaat, vermoedt men dat diabetes type 1 ontstaat door een verminderd aantal infecties. Deze hypothese sluit welliswaar de invloed van andere factoren op het ontstaan van diabetes type 1 niet uit. Verder werd er nog niet onderzocht welke infecties betrokken zijn bij de bescherming tegen diabetes type 1. Wat betreft atopie kan men verder onderzoek verrichten naar een unieke specifieke merker voor Tregcellen. Onderzoekers zouden hierdoor beter in staat zijn om na te gaan of een tekort aan Treg-cellen of een verminderde functie ervan verantwoordelijk is voor atopie en de symptomen bij allergische individuen. Om nog meer inzicht te krijgen in de associatie tussen de darmmicrobiota en atopie zou men kunnen studies opzetten waarbij men kinderen volgt vanaf de geboorte en blijft screenen tot de leeftijd van ongeveer 7 jaar op het ontstaan van atopische symptomen. Autisme wordt vaak in verband gebracht met C. tetani. Hypertonie en rigiditeit van de aangezichtsspieren samen met kauw- en slikproblemen zijn vaak beschreven symptomen bij autisme. Deze symptomen kan men ook waarnemen bij een tetanusinfectie, wat het vermoeden versterkt dat er een link is tussen autisme en C. tetani. Verder onderzoek naar dit verband is echter nog noodzakelijk. Verder komt men bij verschillende studies tot de conclusie dat men niet kan bepalen of de veranderingen in de darmmicrobiota de oorzaak of eerder het gevolg zijn van de beschreven ziektes. Er kan gesteld worden dat elke vorm van beïnvloeding (medicamenteus, nutritioneel, ) van het microbieel superorgaan een grotere invloed kan uitoefenen dan men initieel voor ogen had. Dit benadrukt des te meer de complexiteit van de intestinale microbiota en de nood aan verder wetenschappelijk onderzoek. 19