DOOR GERT VAN MAANEN - ILLUSTRATIE: ALEKSANDRA KROLIK / EMBL - 03-10-2022 - Microbiologie
Voor het eerst is de ecologische verdringing van bacterielijnen bij vermenging van darmmicrobiomen na humane poeptransplantaties tot in detail in kaart gebracht.
Het is niet vanzelfsprekend dat darmmicrobiomen van donoren met gunstige eigenschappen het darmmicrobioom van ontvangers weer gezond maken. Uit een grootschalig onderzoek dat zich baseert op klinische en metagenomica-gegevens van 316 fecale microbiotatransplantaties (fmt’s) blijkt dat het primair de ontvanger en niet de donor is die de microbiële mix bepaalt die uit zulke poeptransplantaties voortkomt (Nature Medicine, 15 september). De experimenten van het onderzoeksteam rond bioinformaticus Peer Bork, directeur van het European Molecular Biology Laboratory in Heidelberg, bouwt voort op een kleinere studie die al aantoonde dat er sprake kan zijn van duurzame vermenging van microbiële stammen van zowel donor als ontvanger na een fecale transplantatie (Science, 2016). Bij beide studies zijn de Nederlandse internist Max Nieuwdorp van het Amsterdam UMC en microbioloog Willem de Vos van Wageningen Universiteit en de Universiteit van Helsinki betrokken.
'SUPERDONOR'
Fmt’s worden in toenemende mate gebruikt om ernstige darminfecties door bijvoorbeeld Clostridioides difficile of darmontstekingen als colitis ulcerosa te bestrijden. Ze werden in China al in de 4de eeuw toegepast en winnen de laatste decennia ook terrein in de westerse geneeskunde (zie: ‘Poep is ecologisch walhalla’, Bionieuws, 21 januari 2012). Hierbij wordt meestal uitgegaan van de ‘superdonor’-hypothese: dat het klinisch succes van de transplantatie vooral afhankelijk is van het selecteren van een goede donor, waarvan gunstige bacterielijnen in de ontvanger goed aanslaan.
De ecologische verdringing van soorten na het botsen van darmmicrobiomen levert veel nieuwe inzichten op
De nieuwe studie maakt gebruik van machinelearning om de factoren die de microbiële dynamiek na transplantatie bepalen goed te ontleden en aan- of afwezigheid van specifieke microbiële soorten in kaart te brengen. Hierbij behandelen de onderzoekers fmt’s eigenlijk als ecologische experimenten waarbij hele microbiële ecosystemen door botsing en verdringing zich vermengen met reeds bestaande ecosystemen. Uit de analyses aan in totaal 1.089 soorten microben en ruim 47 duizend metagenomen blijkt dat vooral de soortenrijkdom van het darmmicrobioom van een ontvanger vóór fmt – en hoeveel die verschilt van het donormicrobioom – bepalend is voor het succes van de poeptransplantatie.
De ecologische verdringing van soorten na het botsen van darmmicrobiomen levert veel nieuwe inzichten op, ook voor de praktische toepassingen van fmt. ‘Naarmate ons begrip van de ecologische processen in de darm na fmt verbetert, kunnen we meer precieze en gerichte verbanden met klinische effecten ontdekken’, aldus Bork. ‘Om bijvoorbeeld alleen specifieke stammen, zoals pathogenen, te laten verdringen, terwijl ‘zijdelingse’ effecten op de rest van het microbioom worden geminimaliseerd.’