Relatie tussen darmflora en gezondheid

Onderzoeker:  Jeroen Raes (Vrije Universiteit Brussel)

Bio-informaticus Jeroen Raes onderzoekt het verband tussen de darmflora en onze gezondheid. Wanneer de natuurlijke microbiële flora wordt verstoord, kan dat leiden tot infecties, auto-immuunziekten en kanker. Om de oorzaken daarvan te ontrafelen, maken Jeroen Raes en zijn team gebruik van nieuwe methodes, gebaseerd op grootschalige sequencing-projecten en krachtige rekenmethodes. Zijn onderzoek kan leiden tot een verbeterd inzicht in darmziektes en mogelijk tot nieuwe behandelingen.

Wil je Jeroen meehelpen om het verband tussen darmflora en onze gezondheid mee in kaart te brengen, schrijf je dan in voor zijn Darmflora-project.
> Meer info over het Darmflora-Project
 
 

Meer mens dan bacterie

Een gemiddelde menselijke darm herbergt niet minder dan 100.000 miljard bacteriën, tien keer meer dan we cellen in ons lichaam hebben. Ze verteren er voedsel dat we zelf niet klein krijgen, zoals lange suikers en taaie vezels. Anderen maken zich nuttig door schadelijke bacteriën onder de duim te houden of vitaminen, aminozuren en vetzuren aan te maken. In ruil voor hun diensten biedt ons lichaam de bacteriën een woonplaats en voedsel aan. Het is bekend dat een verstoring van de darmflora ernstige gezondheidsproblemen kan opleveren zoals infecties, auto-immuunziekten en kanker. Toch staat het onderzoek naar de achtergrond hiervan nog in de kinderschoenen. Eén van de problemen is dat de meeste darmbacteriën enkel kunnen overleven binnen in de beschermde omgeving van de darm. Daarbuiten sterven ze af. Van alle darmbacteriën kan er maar een heel beperkt aantal worden gekweekt in een labo om ze, soort per soort, te bestuderen. Maar al zijn de bacteriën zelf misschien niet te kweken, het DNA dat ze bevatten kunnen we wel onderzoeken. Dat gebeurt via metagenomics en next-generation sequencing.
 

Metagenomics en next-generation sequencing

Metagenomics is het onderzoeken van genen van een complete bacteriële gemeenschap. Voor de totale darmflora betekent dit ongeveer 3,3 miljoen verschillende genen, of bijna 150 keer meer dan er in menselijk DNA zitten. Bij onderzoek van het metagenoom (de genetische informatie van de bacteriën + die van de mens in kwestie) zit al die informatie kriskras door elkaar.
Het bepalen van een metagenoom gebeurt in verschillende stappen
  1. Het totale DNA (van alle soorten tegelijkertijd) wordt opgesplitst in miljoenen willekeurige fragmenten.
  2. De volgorde van de DNA-letters van die fragementen wordt bepaald, gebruik makend van de nieuwste generatie sequencing-methodes.
  3. Via computertoepassingen worden die fragmenten terug bij elkaar gezet, zodat van alle bacteriën de DNA-sequentie bepaald kan worden

Darmflora, darmaandoeningen en obesitas

Uit een studie waar Jeroen Raes aan heeft meegewerkt, blijkt dat de darmflora flink verschilt van mens tot mens. Gemiddeld heeft een mens zo’n 160 verschillende soorten bacteriën in de darmen leven, maar bij de 120 proefpersonen die in de studie werden onderzocht, kwamen in totaal tot 1.150 soorten bacteriënvoor. Verder onderzoek moet nu uitwijzen waarom de darmflora van magere mensen verschilt met van die van dikke, of waarom suikerziekte en darmontstekingen gekenmerkt zijn door een bijzondere darmflora.
 

Ter land, ter zee en in de darm

De techniek die Jeroen Raes en zijn collega’s gebruiken om het metagenoom van de menselijke darm te bepalen, kan ook nog voor andere doeleinden worden gebruikt, bijvoorbeeld om bacteriegemeenschappen in de zee of in de bodem te identificeren. Het uiteindelijk doel van Jeroen Raes is om de concurrentie, samenwerking en communicatie binnen microbiële ecosystemen kunnen modelleren, ter land, ter zee of in de darm.

Overzicht van micro-organismen in de darmen
© VIB, 2011