Hoe roofdieren onze darmflora beïnvloeden: bacteriofagen
Het darmmicrobioom is een complex en onderling verbonden ecosysteem van soorten. En zoals in elk ecosysteem zijn sommige organismen roofdieren en andere prooien. Een nieuwe studie uitgevoerd door onderzoekers van het Brigham and Women’s Hospital en het Wyss Institute onderzoekt de effecten van bacteriofagen, virussen die bacteriën infecteren en doden. Zij concluderen dat fagen een diepgaande invloed kunnen hebben op de dynamiek van het darmmicrobioom, doordat zij niet alleen rechtstreeks bepaalde soorten beïnvloeden, maar ook een cascade-effect op andere soorten veroorzaken. Fagen kunnen ook hun menselijke gastheer beïnvloeden door metabolieten te moduleren, waaronder chemische stoffen die in de hersenen worden aangetroffen. Het team, waartoe eerste auteur Bryan Hsu en hoofdauteur Pamela Silver van het Wyss Institute behoren, evenals Dr. Lynn Bry van het Brigham en directeur van het Massachusetts Host-Microbiome Center, publiceerde hun bevindingen in Cell Host & Microbe.
“Een van de belangrijkste interesses van mijn laboratorium is het begrijpen van de veranderingen in de dynamiek van het darmmicrobioom. Bacteriofagen zijn een belangrijk onderdeel van het microbioom, maar zijn nog niet veel bestudeerd”, aldus Dr. Ph.D., MPH, codirecteur van het Massachusetts Host-Microbiome Center en hoofd van de afdeling Computationele Pathologie van het Departement Pathologie van het Brigham. “Sommige mensen onderzoeken faagtherapie en gebruiken fagen om microben te doden, maar fagen komen ook van nature voor in de darm en coëxisteren met de rest van het ecosysteem. Wij wilden uitzoeken wat zij daar doen.”
Om deze vraag te beantwoorden, koloniseerde het team de darmen van muizen met een gedefinieerde set menselijke bacteriesoorten en voegde vervolgens fagen toe om de groei van elke microbe te volgen. Door middel van high-throughput sequencing en computeranalyses ontdekte het team dat fagen de afname veroorzaakten van de soorten waarvan zij zich voedden, zoals verwacht, maar met een domino-effect op de rest van het ecosysteem, waaronder bloei van niet-doelsoorten.
Naast het onderzoeken van de effecten op microben, bestudeerde het team ook de effecten op het metaboloom: chemische stoffen die zowel van de gastheer als van de aanwezige bacteriën kunnen afkomstig zijn. Zij ontdekten dat zij door het microbioom met fagen te moduleren, specifieke veranderingen in het metaboloom konden waarnemen, waaronder veranderingen in de niveaus van neurotransmitters en galzuren.
“Deze bevinding fascineert mij voor verder onderzoek en roept belangrijke vragen op: Kunnen wij fagen gebruiken om deze activiteiten te moduleren? Zou het een interventie kunnen zijn bij ziekten zoals depressie, waarbij men de niveaus van neurotransmitters wil wijzigen?”, aldus Gerber. “Ook al worden zij niet als directe therapeutische middelen gebruikt, ons onderzoek suggereert dat fagen een goed hulpmiddel kunnen zijn om de mogelijke effecten van andere therapeutische middelen die het microbioom wijzigen te begrijpen.”
Gerber en zijn collega’s zijn bijzonder geïnteresseerd in het bestuderen van de interface tussen fagen en ondervoeding in ontwikkelingslanden, aangezien ondervoeding diepgaande effecten kan hebben op het metaboloom en het microbioom.
“Wij hopen dat ons werk een kader biedt voor toekomstig onderzoek dat de interactie tussen fagen, microbiota en de gezondheid en ziekte van de gastheer onderzoekt”, aldus Gerber.
Bron: https://phys.org/news/2019-06-phage-bacteria-predators-gut-microbiome.amp
