Van augurken en reepjes tot pillen en eiwitpoeders, probiotica worden aangeprezen als een gezondheidsboon in alle smaken van levensmiddelen. Het consumeren van deze nuttige bacteriën kan het microbioom van de darm versterken en naar verluidt alles verbeteren, van de spijsvertering tot de hersenfunctie. Maar ongeacht in welke vorm of grootte deze probiotische supplementen voorkomen, ze lijken één ding gemeen te hebben: veel mensen profiteren er gewoon niet van en in sommige specifieke gevallen kunnen ze zelfs schade aanrichten.
Een paar studies die vandaag in het tijdschrift Cell zijn gepubliceerd, onderzoekt probiotische voedingssupplementen om te bepalen of de veronderstelde wonderbacteriën daadwerkelijk het soort voordelen bieden die zijn geclaimd. De resultaten schetsen een meer gecompliceerd beeld, en ze zullen waarschijnlijk vele van de miljoenen rangschikken die zweren bij probiotische supplementen.
Senior auteur Eran Elinav, een immunoloog aan het Weizmann Institute of Science in Israël, en collega's ontdekten dat de maagdarmkanalen van veel mensen generieke probiotica afwijzen voordat ze aan het werk kunnen. Erger nog, het team van Elinav ontdekte dat microbiële concurrentie van standaard probiotica kan voorkomen dat natuurlijke darmbacteriën zichzelf herstellen nadat ze zijn weggevaagd door antibiotica.
“Ik denk dat onze bevindingen vragen om een fundamentele verandering van het momenteel gebruikte one-size-fits-all paradigma, waarin we naar de supermarkt gaan en een formulering van probiotica kopen die door een bedrijf is ontworpen, naar een nieuwe methode die gepersonaliseerd is, "Zegt Elinav. "Door mensen op een gegevensgestuurde manier te meten, zou men veel beter in staat zijn om verschillende probiotische combinaties in verschillende klinische contexten te benutten."
Het natuurlijke darmmicrobioom van een individu, zoals gemeten via endoscopische procedures, kan beïnvloeden of de stammen van een probioticum wortel schieten in het maagdarmkanaal of niet. (Eran Elinav et al.) De studies zijn zeker niet de eerste om zich af te vragen hoe effectief gegeneraliseerde probiotische supplementen echt zijn. Ze bieden echter een ongekende kijk op hoe de aanvullende bacteriën in de darm bevolken (of niet).
Toch zullen de resultaten de groeiende interesse in bacteriesupplementen waarschijnlijk niet vertragen. Probiotica bestaan al sinds Ilya Metchnikoff in 1892 cholera dronk, maar hun populariteit is de laatste jaren enorm toegenomen, evenals het aantal artsen dat hun gebruik aanbeveelt. Uit een recente studie bleek dat 60 procent van de artsen probiotische voedingsmiddelen of supplementen had aanbevolen, en een National Health Interview Survey toonde aan dat bijna 4 miljoen Amerikanen in 2012 probiotica gebruikten - een aantal dat sinds 2007 is verviervoudigd.
De groep van Elinav beweert niet dat probiotische supplementen geen zware doses nuttige darmbacteriën bevatten. In feite bevestigen de onderzoeken dat dit het geval is. Omdat veel probiotica worden verkocht als voedingssupplementen, en dus niet zijn onderworpen aan goedkeuring en regulering door veel nationale geneesmiddelenagentschappen, waaronder de Amerikaanse Food and Drug Administration, heeft het team eerst geprobeerd ervoor te zorgen dat de probiotische supplementen in de studie daadwerkelijk de 11 hoofdsoorten die ze moesten leveren.
"Al die stammen waren aanwezig en levensvatbaar voor consumptie en verder, na de passage door het GI-kanaal, en zelfs in ontlasting, en ze waren nog steeds levensvatbaar, " zegt Elinav.
Maar om te ontdekken welke impact deze bacteriestammen hebben op de mensen die ze consumeren, moest er meer worden gegraven, door de ontlasting van de patiënt en zelfs in hun ingewanden worden geprikt.
De auteurs gingen direct de darmkolonisatie meten door eerst 25 vrijwilligers te vinden om bovenste endoscopieën en colonoscopieën te ondergaan om hun baseline microbiomen in verschillende delen van de darm in kaart te brengen. "Niemand heeft zoiets eerder gedaan", zegt Matthew Ciorba, gastro-enteroloog aan de Washington University in de Saint Louis School of Medicine, niet gelieerd aan de studie. "Dit vergt een aantal toegewijde vrijwilligers en een aantal zeer overtuigende onderzoekers om dit voor elkaar te krijgen."
Sommige vrijwilligers namen generieke probiotica, en anderen een placebo, voordat ze twee maanden later dezelfde procedures ondergingen. De blik van deze insider op het darmmicrobioom toonde aan dat sommige mensen 'persisters' waren, wiens lef met succes werd gekoloniseerd door kant-en-klare probiotica, terwijl anderen, 'resisters' genoemd, hen verdreven voordat ze zich konden vestigen. Het onderzoek suggereert twee redenen voor de variabiliteit in de natuurlijke respons van verschillende maagdarmkanalen op probiotica.
Eerst en vooral is het inheemse microbioom van elke persoon, of de unieke verzameling darmbacteriën die helpt bepalen welke nieuwe stammen wel of niet in staat zullen zijn om toe te treden tot de partij. De auteurs namen darmmicrobiomen van zowel resistente als persistente mensen en brachten ze over in kiemvrije muizen, die geen eigen microbioom hadden. Alle muizen kregen vervolgens hetzelfde probiotische preparaat.
"We waren nogal verrast om te zien dat de muizen die het resistente microbioom herbergden, weerstand bood aan de probiotica die aan hen werden gegeven, terwijl muizen die het toelatende microbioom kregen, veel meer van de probiotica toestonden om hun maagdarmkanaal te koloniseren, " legt Elinav uit. "Dit levert bewijs dat het microbioom bijdraagt aan de weerstand of permissiviteit van een bepaalde persoon voor bepaalde probiotica."
De tweede factor die de respons van een individu op probiotica beïnvloedde, was het genexpressieprofiel van elke gastheer. Voordat de probiotica werden toegediend, bleken vrijwilligers die resistent waren geworden, een unieke gensignatuur in hun darmen te hebben - met name een meer geactiveerde staat van auto-immuunrespons dan degenen die de supplementen toelaten.
"Dus het is waarschijnlijk een combinatie van het inheemse microbioom en het menselijke immuunsysteemprofiel die samenwerken om iemands specifieke weerstand of kolonisatie tegen probiotica te bepalen, " zegt Elinav. Deze factoren waren zo duidelijk dat het team zelfs ontdekte dat ze konden voorspellen of een individu resistent of tolerant zou zijn door te kijken naar zijn baseline microbioom en darmgenexpressieprofiel.
Deze ongebruikelijke in situ bemonstering van het maagdarmkanaal bleek ook van cruciaal belang, omdat in een aantal gevallen de microbiota-samenstelling in de ontlasting van een patiënt slechts gedeeltelijk gecorreleerd was met wat in de darm werd gevonden. Met andere woorden, het gebruik van ontlastingsmonsters als proxy kan misleidend zijn.
Emma Allen-Vercoe, een microbioloog aan de Universiteit van Guelph die niet betrokken was bij het onderzoek, zegt dat consumenten op de hoogte moeten zijn van probiotische beperkingen, zelfs als ze het soort persisters zijn dat ontvankelijker is voor standaard probiotica.
“Als je naast een probioticum kijkt, wordt het aantal miljarden CFU's [kolonievormende eenheden] weergegeven en, wow, een miljard klinkt als een groot aantal. Maar wat je moet weten, is dat er triljoenen microben in de darm zitten. Dus wat je erin stopt, en wat er overleeft, is vrij klein in vergelijking, ”zegt Allen-Vercoe. "Ja, deze dingen hebben het vermogen om te vermenigvuldigen, en sommige zijn beter dan anderen om dat te doen, maar toch wat je erin stopt is een druppel in de oceaan."
De tweede studie van Elinav kan de eerste zijn die suggereert dat probiotische supplementen in specifieke gevallen slechter kunnen doen dan helemaal niets - ze kunnen zelfs schade veroorzaken.
Drie groepen patiënten kregen antibiotica toegediend en ontvingen vervolgens probiotische supplementen, hun eigen natuurlijke darmbacteriën, of mochten op natuurlijke wijze herstellen. De groep die een dosis van hun eigen bacteriën kreeg, herstelde het snelst, terwijl de groep die probiotica kreeg het langst nodig had om te herstellen naar een natuurlijke staat van bacteriële diversiteit. (Eran Elinav et al.) Probiotica worden vaak gebruikt om het darmbioom te helpen na een antibioticakuur, die nuttige bacteriën kan doden. De wetenschappelijke literatuur over de praktijk is echter gemengd en de FDA heeft nog geen enkele probiotische prep voor medische toepassingen goedgekeurd.
Het team gaf 21 vrijwilligers een mix van de antibiotica ciprofloxacine en metronidazol in standaarddoseringen voor een periode van zeven dagen, waarbij het soort behandeling werd gesimuleerd dat vaak klinisch werd gebruikt voor GI-aandoeningen van de ziekte van Crohn tot diverticulitis. Patiënten werden vervolgens gescheiden in drie groepen. Eén groep liet gewoon hun eigen microbiomen op natuurlijke wijze herstellen, de tweede nam generieke probiotica en de derde kreeg een gezonde dosis van hun eigen bacterieel bioom, dat vóór het gebruik van antibiotica was verzameld en opnieuw werd toegediend via een autologe fecale microbioomtransplantatie (aFMT ).
De laatste groep zag een volledige omkering van het antibiotica-effect. Opnieuw gezaaid met hun eigen fecaal materiaal, werden de microbiomen van de patiënten binnen enkele dagen weer normaal. (De groep van Elinav streeft een patent na met betrekking tot FMF-werkzaamheden.)
Maar degenen die probiotica gebruikten, reageerden heel anders. Generieke probiotica deden het goed bij het koloniseren van de darm, wat logisch is omdat het inheemse microbioom ten minste gedeeltelijk werd weggevaagd door antibiotica, maar de probiotica verbood het natuurlijke bioom aanzienlijk om te herstellen en terug te keren naar zijn natuurlijke staat. Zelfs zes maanden na de behandeling waren de natuurlijke biomen van deze patiënten nog niet volledig hersteld, wat suggereert dat kant-en-klare vervangende bacteriën geen geweldig alternatief zijn voor de grotere diversiteit aan natuurlijke microbiomen.
"We hebben het over een heel regenwoud in de darm dat op verschillende manieren wordt beïnvloed door verschillende antibiotica, en je kunt dat niet zomaar repareren door een probioticum te geven, " zegt Allen-Vercoe. “Want laten we wel wezen, een probioticum heeft misschien zeven of acht stammen. Er is veel in de literatuur dat sommige van deze bacteriën heilzaam zijn, en het is interessant, maar het zijn echt enkele van de weinige microben in de darm die vrij eenvoudig te kweken zijn. En ik denk dat dat de probiotische industrie meer drijft dan het zou willen toegeven. "
Ciorba voegt eraan toe dat hoewel de resultaten geen directe schade tonen aan patiënten die herstellen van antibiotica, ze zeker stof tot nadenken zijn. "Als we denken dat de reconstitutie naar een normale en diverse microbiota goed is, dan voorspelt dit potentieel wat een schade kan zijn in een grotere populatie-gebaseerde omgeving, " zegt hij. "Het benadrukt voor patiënten en artsen dat er situaties kunnen zijn waarin langdurig probiotisch gebruik niet gunstig is als diversiteit het eindpunt is waar we naar op zoek zijn."
Jonathan Eisen, van het UC Davis Genome Center, merkt op dat het menselijke microbioom, zoals dat in de darm wordt gevonden, belangrijk is voor alle soorten gezondheids- en ziektetoestanden. Diversiteit lijkt een sleutel tot zijn successen te zijn, maar tegelijkertijd is het een uitdaging voor wetenschappers die zijn functies willen ondersteunen.
“Het is diep complex en ingewikkeld en wordt beïnvloed door een verscheidenheid aan factoren, waaronder voeding, immuunstatus, gedrag, genetica, interacties met andere mensen en dieren, de gebouwde omgeving, willekeurige krachten, locatie, het weer, schoonmaakmethoden en nog veel meer, 'Zei Eisen in een e-mail. "Daarom is het in het algemeen belangrijk voor iedereen om te beseffen dat het onwaarschijnlijk is dat we eenvoudige regels zullen vinden (bijvoorbeeld, neem dit probioticum voor dit gezondheidsprobleem) die goed werken bij een grote diversiteit aan mensen in een breed scala van omstandigheden."
