SYMPOSIUM VAN ZATERDAG 15 OKTOBER 2011 DARMFLORA, VOEDING EN GEZONDHEID
De wondere wereld van de darmmicrobiota Prof. T. Van de Wiele (U Gent) Laboratory Microbial Ecology and Technology, (U Gent) De mens is gastheer van een enorm diverse gemeenschap van micro-organismen in het maagdarmkanaal. Er zijn 10 maal meer microbiële cellen in het lichaam dan er menselijke cellen zijn. Het microbioom de genetische informatie van al deze bacteriën is zelfs 100 maal groter dan de genetische informatie van het menselijk genoom. De mens heeft een co-evolutie ondergaan met zijn microbiële kolonisatoren en allerlei strategieën werden ontwikkeld om op vredevolle wijze met de intestinale microbiële gemeenschap samen te leven. Niet alleen moeten gezondheidsbevorderende van schadelijke micro-organismen kunnen onderscheiden worden. Er moet ook een adequate immuunrespons zijn naar mogelijk pathogene micro-organismen. Naast de algemene informatie rond intestinale micro-organismen wordt in deze presentatie bijzondere aandacht geschonken aan de mucosale microbiota. Deze micro-organismen zijn gespecialiseerd in adhesie aan de darmwand en vertonen bijgevolg een heel nauwe interactie met het menselijk lichaam. Ze zijn dan ook strategisch belangrijk om de gezondheid van de mens in een positieve richting te sturen. Nieuwe in vitro technologie is in volle ontwikkeling om mucosale micro-organismen en hun interactie met menselijke cellen te bestuderen. Dit zal de fundamentele kennis over de delicate interactie tussen micro-organisme en mens verhogen, wat een belangrijke stap vormt voor nieuwe ontwikkelingen in de medische wereld, alsook de voedings- en farmaceutische industrie. Finaal wordt een meer efficiënt management van de intestinale microbiële gemeenschap ter bevordering van de menselijke gezondheid beoogd.
VOEDING EN MICROBIOTA: THE GOOD, THE BAD, AND THE UGLY! Prof. B. POT Research Director, Institut Pasteur de Lille ( France) Over een periode van 10 jaar zijn de inzichten mbt de darmflora (de microbiota, zoals die nu heet) drastisch veranderd. We kregen niet alleen een veel betrouwbaarder beeld over de (dynamiek van de) samenstelling, maar ook veel betere inzichten in de functionaliteit van dit complex ecosysteem. Zo staat het nu vast dat de microbiota een belangrijke rol heeft te vervullen in de vorming en de prestaties van het immuunsysteem, dat voeding een belangrijke invloed heeft op de microbiota en dus indirect ook op het immuunsysteem. Deze driehoeksverhouding wordt aan de hand van een aantal voorbeelden verder geïllustreerd. The good! Tijdens de presentatie wordt bvb kort ingegaan op de positieve effecten die voeding via de microflora op de gastheer kunnen hebben. Vitamineproductie bvb, of de aanmaak van korte keten vetzuren, wat een belangrijke energiebron voor de dikke darm betekent. Deze kennis kunnen we actief gaan toepassen: de inname van geselecteerde probiotica via de voeding kunnen positieve metabole en/of immunologische effecten hebben. The bad! Daanaast zijn er externe invloeden die de darmflora negatief kunnen beïnvloeden. Ter illustratie wordt het schadelijke effect van antibiotica, gemeten met moderne metagenomics methoden, besproken. Toch zijn bijlange niet alle parameters even glashelder... Talrijke factoren zijn nog onbestudeerd en hoewel de complexiteit van de interacties de onderzoekers nog een lange tijd zal bezighouden, zijn er talrijke toepassingen die reeds van de beschikbare kennis gebruik maken.. The ugly! Het gebruik van transplantatietechnieken van microbiota bijvoorbeeld, blijkt een gedurfde en ethisch niet onbesproken manier om mensen met een ongunstig profiel om te schakelen op een profiel die een betere levenskwaliteit waarborgt. De nieuwe DNA-gebasseerde methodieken laten dus toe om bvb voor een bepaalde groep van patienten de gemeenschappelijke deler ter hoogte van de microbiota te bepalen of om de invloed van een externe factor in de tijd in kaart te brengen. De toekomst van de microbioomanalyse wordts wel heel boeiend: nutritonele, medische en zelfs gedragsinvloeden worden aan dit orgaan toegeschreven en het bewust en gecontroleerd ingrijpen hierin lijkt een hele waaier aan nieuwe therapieën mogelijk te maken.
Enterotypen van het intestinale microbioom bij de mens Prof. Jeroen Raes Department of Molecular and Cellular Interactions VIB (VUB) De werking van het menselijk lichaam is een complexe interactie van menselijke processen en "diensten" die de talloze microbiële cellen van ons lichaam verlenen. Een verstoring van die natuurlijke microbiële flora wordt in verband gebracht met infecties, auto-immuunziekten en kanker. Toch ontbreekt het vooralsnog aan grondige inzichten over onze microbiële cellen. Dankzij recente technologische doorbraken, zoals de metagenomica en een nieuwe generatie technologieën voor sequentieanalyse, kunnen we de verschillende microbiota van het menselijk lichaam op een nooit eerder geziene schaal bestuderen. Via die doorbraken kon het International Human Microbiome Project worden opgestart. Dat project is bedoeld om alle micro-organismen bij de mens (het zogenaamde microbioom) genomisch te identificeren. Hier zal ik toelichting geven bij onze werkzaamheden rond de identificatie van de menselijke darmflora op basis van de gegevensanalyse van de hogedoorvoermetaomica (metagenomica, metatranscriptomica, metaproteomica). Ik zal u tonen hoe een gezonde darmflora kan worden opgedeeld in drie grote typen ( enterotypen ) die los staan van de nationaliteit, leeftijd, het bmi en het gender van de gastheer. Uit de ontdekking van de enterotypen, die worden gekenmerkt door afzonderlijke constellaties van samen voorkomende intestinale micro-organismen, blijkt dat de variatie van de intestinale microbiota meestal gestratificeerd en niet-continu is. Het zou kunnen dat deze gastheermicrobiële symbiosen op een verschillende manier reageren op de inname van voedingsstoffen en geneesmiddelen; ze kunnen dus van groot belang zijn bij een vroegtijdige diagnose van intestinale dysbiose. Tot slot zal ik u tonen hoe de combinatie van metaomica en toepassingsgerichte computationele technieken kan leiden tot het opsporen van diagnostische merkers voor gastheereigenschappen en ziekte (zoals PDS of obesitas) en tot een verscherpt inzicht in hoe stoornissen van de darmflora aan die pathologieën bijdragen.
Veranderingen van de intestinale microbiota door pre- of probiotica: impact op het metaboolsyndroom Prof. Patrice D. Cani Université catholique de Louvain, Louvain Drug Research Institute, LDRI. Overgewicht, obesitas en type 2-diabetes nemen stilaan epidemische afmetingen aan. Eén van de interessante en mogelijk innovatieve denksporen vinden we in een aantal opkomende gegevens, zoals het bestaan van intestinale microbiota (darmflora) die verschilt tussen obese patiënten, type 2-diabetici en gezonde mensen. De jongste jaren heeft recent onderzoek inderdaad gewezen op de rol die de darmflora speelt in de stofwisselingsprocessen, zoals de controle van de homeostase van het lichaamsgewicht en de energie. Ons team heeft helpen aantonen dat de intestinale microbiota aan de basis ligt van een activering van de ontsteking en van de stoornissen die verband houden met obesitas. Daardoor hebben we voor de eerste keer kunnen vaststellen dat een vetrijke voeding aan de oorsprong ligt van een dysbiose (veranderde samenstelling van de intestinale microbiota). Toch dienen er zich nog altijd verscheidene mogelijke strategieën aan om de samenstelling en/of de activiteit van de intestinale microbiota te veranderen. Wij denken daarbij bijvoorbeeld aan de prebiotica en de probiotica. Uit onderzoek is gebleken dat een verandering van de intestinale microbiota van gezonde of obese mensen door middel van prebiotica gepaard gaat met een verminderde eetlust en een toegenomen verzadigingsgevoel. Dat fenomeen leidt tot een gevoelige daling van de ingenomen energie. Wij hebben aangetoond dat het innemen van prebiotica de endogene productie van anorexigene peptiden, zoals het glucagon-like peptide-1 (GLP-1) en het YY-peptide verhoogt, en de plasmawaarden van een orexigeen hormoon ghreline doet dalen. Niet alleen prebiotica zijn interessant in de aanpak van obesitas. Ook probiotica vormen een aantrekkelijk denkspoor. Toch bracht het genus Lactobacillus spp. onlangs een controverse op gang. Een veralgemening van de effecten van het genus Lactobacillus op de energiehomeostase blijkt vandaag niet vast te staan. De naam "Lactobacillus" dekt immers erg veel verschillende soorten. Een aantal ervan zou verband kunnen houden met de stofwisseling van de energiehomeostase. Na een nauwgezette analyse van de beschikbare wetenschappelijke resultaten en met het oog op de grote complexiteit van dit bacteriële genus, is het raadzaam zeer waakzaam te blijven rond de interpretatie van de resultaten wanneer zij enkel refereren aan het genus Lactobacillus spp. en niet aan de soorten. Conclusie: het feit dat de intestinale microbiota als een belangrijke speler in de energiehomeostase wordt erkend, nodigt de wetenschappelijke gemeenschap uit om dit orgaan in de context van obesitas op een nieuwe manier te benaderen. De middelen waarmee men de samenstelling van de intestinale microbiota kan veranderen, kunnen een therapeutisch of preventief instrument zijn om de impact van een onaangepaste voeding op de ontwikkeling van obesitasgerelateerde metabole aandoeningen aan banden te leggen.
De intestinale microbiota targeten via de voeding: een nieuw spoor voor onderzoek en ontwikkeling Prof. Delzenne, N.M Université catholique de Louvain, Louvain Drug Research Institute, Metabolism and Nutrition Research Group, Brussels, Belgium. Uit de verschillende thema's die op dit symposium aan bod komen, blijkt duidelijk dat de intestinale microbiota ongetwijfeld een sleutelrol spelen in het organisme van de gastheer, dat zij betrokken zijn bij de totstandkoming van de vitale functies bij de geboorte en bij de instandhouding van de gezondheid tijdens het verdere leven. Men kan stellen dat het bacteriële ecologische evenwicht in grote mate afhankelijk is van de beschikbaarheid van de substraten die als energiebron voor de bacteriën dienen. Deze darmnutriënten kunnen afkomstig zijn van celresten of afscheidingsresten van de gastheer (zoals de mucopolysacchariden), maar komen vooral uit ingenomen voedingsmiddelen. Men gaat ervan uit dat de koolhydraten die niet verteerd worden in het hogere deel van de darm en die in de dikke darm door de saccharolytische bacteriën worden gefermenteerd, een cruciale rol spelen voor de intestinale microbiota. Dat concept moet echter ruimer bekeken worden. Uit recente gegevens zou blijken dat de bacteriën in de hoge darm, ook al zijn ze weinig talrijk, toch metabolisch actief zijn en kunnen bijdragen aan de instandhouding van de sleutelfuncties van het organisme. Anderzijds is er binnen het onderzoek een verscherpte aandacht ontstaan rond de ontdekking van door de bacteriën gesecreteerde biologisch actieve moleculen die metabole effecten kunnen hebben in het maag-darmkanaal, maar ook op afstand. Daardoor gaan wij niet alleen de probiotica of de koolhydraten met een prebiotische roeping als darmnutriënten beschouwen, maar ook de polyfenolen, lipiden of peptiden. Vandaag kunnen we spreken van een echte metabole dialoog die dankzij de nutriënten op gang komt tussen de bacteriën en het endrocriene immuunsysteem of de controle van het energiemetabolisme van de gastheer. Misschien is het ogenblik aangebroken om het concept van de voedingsvezels in het licht van die gegevens te herbekijken? De toepassingsperspectieven van de voedingsgerelateerde kennis in verband met de microbiota zijn talrijk (gastro-enterologie, infectiologie, neurologie, endocrinologie, enz.). De kwaliteit en de omvang van het onderzoek zullen de grondslag vormen voor de ontdekking van nieuwe therapeutische en nutritionele targets.