Nieuwe inzichten in de darmflora
De darmflora speelt een belangrijke rol voor de menselijke gezondheid. In de afgelopen tien jaar heeft de virale fractie van de darmflora, die in wezen uit fagen bestaat die bacteriën infecteren, steeds meer aan belang gewonnen. Parallel aan de ontwikkeling van de virale metagenomics werden talrijke nieuwe fagenfamilies ontdekt. Sinds de ontdekking van de intestinale fagen door d’Hérelle in 1917 is ons begrip van de invloed van de fagen op de structuur van de darmflora echter nog steeds gering. Veranderingen in de samenstelling van de virusgemeenschap werden bij verschillende ziekten waargenomen. Of deze veranderingen echter een directe betrokkenheid van fagen bij het ontstaan van ziekten weerspiegelen of eenvoudigweg te wijten zijn aan veranderingen in de bacteriële samenstelling, is momenteel niet bekend. Hier geven wij een overzicht van de huidige stand van kennis over de intestinale fagen, hun identiteit, hun levenswijze en hun mogelijke effecten op de darmflora. Daarnaast verzamelen wij de belangrijkste gegevens over de interacties van de fagen met het immuunsysteem, waarbij wij een bijzondere nadruk leggen op de nieuwste inzichten.
Conclusies
Tijdens het afgelopen decennium heeft de virale metagenomics de taxonomische samenstelling en dynamiek van de virale component van de darmflora opgehelderd. De diepe sequencing en nieuwe assemblagemethoden hebben de beschrijving van volledig nieuwe fagen mogelijk gemaakt. Deze benaderingen hebben vooral aangetoond dat de samenstelling van het viroom zeer variabel is, waarbij slechts een klein deel van de fagen tussen individuen wordt gedeeld. Het is niet verrassend dat de meest voorkomende virussen Bacteroides- en Clostridiales-soorten infecteren, die dominant zijn in de microbiota. Parallel daaraan maakten experimenten met dieren met een vereenvoudigde microbiota de verkenning van fagen-bacteriën-antagonistische interacties in de darm mogelijk en hebben variabele resultaten aan het licht gebracht. Bij sommige fagen-bacteriën-paren beschermt het darmmilieu de bacteriën op de een of andere manier, en wordt slechts een klein deel van de genetisch kwetsbare bacteriën door hun specifieke fagen gedood. In andere gevallen wordt het grootste deel van de fagengevoelige bacteriepopulatie binnen enkele dagen vervangen door resistente mutanten, wat wijst op een zeer efficiënte fageninfectie. Daarom blijft het moeilijk te voorspellen welk resultaat zal overheersen in de complexe natuurlijke microbiota. Sporen van fagenpredatie kunnen worden gevonden in de genomen van darmbacteriën, maar deze sporen zouden kunnen wijzen op een geringe fagen-geïnduceerde mortaliteit. Een geringe fagenpredatie zou niettemin cruciaal kunnen zijn voor het vormgeven van de samenstelling en functionaliteit van de microbiota, door de bacteriële evolutie te beïnvloeden via horizontale genoverdracht, maar ook door het bevorderen van de bacteriële diversiteit. Bij kortere ecologische tijdschalen is de invloed van de fagen minder goed vastgesteld. Met name de rol van de fagen bij de dysbioses die verschillende pathologische toestanden begeleiden, is nog niet voldoende gedefinieerd. Dankzij recente vooruitgang bij het bepalen van fagen-bacteriën-paren kunnen nu longitudinale studies worden uitgevoerd om mogelijke relaties tussen temporele verschuivingen bij bacteriën en de bijbehorende fagen te identificeren en om af te bakenen of fagen bijdragen aan dysbiose en ziekte of integendeel door het behoud van de bacteriële diversiteit kunnen bijdragen aan het behoud van de stabiliteit van de microbiota.
Verdere studies zijn ook vereist om mogelijke directe wisselwerkingen van fagen met immuuncellen aan te tonen en om te definiëren of en hoe dergelijke directe effecten de samenstelling van de bacteriële microbiota veranderen en de gezondheid of ziekte van de gastheer kunnen beïnvloeden. De definitie van de mechanismen die de uitkomst van de fagen-bacteriën-interacties in de darm bepalen, is bijzonder belangrijk voor het perspectief van de fagentherapie, die, om Brüssow te citeren,125 “zonder twijfel een interessante benadering is voor het probleem van antibioticaresistentie en versterkt onderzoek verdient om uit de vruchteloze confrontatie tussen het enthousiasme uit het Oosten en de aanhoudende westerse scepsis te komen”.
Vertaling van de bron: https://www.nature.com/articles/s41385-019-0250-5
