Het menselijke microbioom - een verzameling bacteriën, archaea, schimmels en virussen die in de darm en darmen samenkomen - is in verband gebracht met een breed scala aan gezondheidsproblemen bij de mens, waaronder de spijsvertering en de preventie van auto-immuunziekten. Sommige onderzoeken hebben zelfs een mogelijk verband aangetoond tussen darmgezondheid en hersenfunctie. Voortbouwend op dit werk, onthult een studie die gisteren werd gepubliceerd in Nature Microbiology dat klinische depressie kan worden beïnvloed door de hoeveelheden van bepaalde bacteriën in de darm.
Het onderzoeksteam, geleid door microbioloog Jeroen Raes van de Katholieke Universiteit van Leuven in België, ontdekte dat bijna alle darmbacteriën neurotransmitters kunnen produceren, chemische stoffen zoals dopamine en serotonine die communicatie tussen neuronen mogelijk maken. Als deze "chemische boodschappers" naar receptoren in de hersenen worden gestuurd, kunnen ze de stemming en het gedrag beïnvloeden. De onderzoekers identificeerden ook twee bacteriestammen die in de ingewanden ontbreken van mensen bij wie de diagnose depressie is gesteld.
De studie voegt bewijs toe dat er een verband bestaat tussen darmgezondheid en de hersenen. Het stelt echter niet vast of een slechte geestelijke gezondheid uitputting van de bacteriën veroorzaakt, of dat de ontbrekende bacteriën de symptomen die gepaard gaan met stemmingsstoornissen versterkt. Meer onderzoek is nodig om afdoende te zeggen dat darmbacteriën de geestelijke gezondheid beïnvloeden, zegt Mark Lyte, een professor in de microbiologie aan de Iowa State University die niet bij het onderzoek betrokken was.
"De studies beginnen pas echt, " zegt Lyte. "We begrijpen niet volledig wat alle genen in alle bacteriën doen, dus trekken niet de conclusie dat we alles over de microbiota begrijpen in termen van hun genetische vermogen om [neurotransmitters] te maken. We begrijpen slechts een fractie daarvan. " Wetenschappers hebben onlangs meer dan 100 nieuwe soorten bacteriën in de darm geïdentificeerd, waarmee wordt onderstreept hoeveel we nog moeten leren over de functies van het microbioom.
Raes en zijn team bestudeerden de darmbacteriën van meer dan 2.000 Europese deelnemers om een mogelijk verband tussen het microbioom en de geestelijke gezondheid te onderzoeken. In hun studie testte het team de genomen van 532 bacteriestammen om te bepalen of de bacteriën neurotransmitters konden maken. Meer dan 90 procent van de bacteriën in het onderzoek toonde het vermogen om een of meer van deze chemische boodschappers te produceren.
De langste zenuw van het lichaam, de nervus vagus, loopt van de hersenstam naar het laagste deel van de darmen. Men denkt dat de zenuw een tweerichtingsweg is, die signalen van de hersenen naar de darm stuurt om de spijsvertering te reguleren en signalen van de darm naar de hersenen brengt. De laatste functie biedt een mogelijk pad voor neurotransmitters geproduceerd door darmbacteriën om de geestelijke gezondheid te beïnvloeden, zegt Raes. Het team ontdekte dat zowel Coprococcus- als Dialister- bacteriën waren uitgeput bij personen met een depressie, zelfs bij controle op de effecten van antidepressiva. Coprococcus bleek ook een biologische route te hebben geassocieerd met dopamine, een neurotransmitter waarvan bekend is dat deze de geestelijke gezondheid beïnvloedt.
De volgende stap, zegt Lyte, is om een vollediger begrip te ontwikkelen van hoe deze twee bacteriestammen in de darm functioneren. Wetenschappers hebben de genetische eigenschappen van sommige bacteriën uitgebreid bestudeerd, zoals E. Coli, maar de genomen en eigenschappen van bacteriën zoals Coprococcus en Dialister moeten nog zorgvuldig worden onderzocht. Lyte zegt dat wetenschappers "old-school" microbiologie moeten gebruiken om deze bugs in petrischalen te laten groeien om te zien hoe ze werken. Een bacterie die zich op één manier op papier gedraagt, kan heel anders functioneren wanneer hij wordt blootgesteld aan een diverse omgeving van microben die lijken op de menselijke darm.
"Je moet deze bugs laten opgroeien en zien wat ze doen [in verschillende omgevingen] om te begrijpen wat ze gaan doen wanneer ze in de host zijn, " zegt Lyte.
Bovendien zegt Raes dat zijn team alleen bacteriën heeft geïdentificeerd die de geestelijke gezondheid op genusniveau kunnen beïnvloeden, en dat het cruciaal is om de specifieke soorten bacteriën te identificeren die afwezig zijn bij mensen met een depressie om een mogelijke relatie tussen de darm en de hersenen te testen. Terwijl lagere niveaus van Dialister geassocieerd werden met depressie, bracht een recent artikel hogere niveaus van Dialister in verband met artritis. Het kan zijn dat de prevalentie van één soort Dialister het risico op artritis verhoogt, terwijl de prevalentie van een andere het risico op depressie vermindert, zegt Raes, maar voor het bepalen van dergelijke bijzonderheden zijn aanvullende onderzoeken nodig.
Het vermogen om neurotransmitters te produceren kan ook uniek zijn voor bacteriën die zich in de darm hebben ontwikkeld, omdat het vermogen niet is gevonden in wilde bacteriën buiten het microbioom. "Het voelt als een evolutionaire aanpassing aan de symbiose van bacteriën en [mensen]", zegt Raes. “Als je daarover begint na te denken, explodeert je hoofd. Bacteriën leven in ons en hebben al deze manieren gevonden om met ons te communiceren en mogelijk ons gedrag te beïnvloeden. ”
Emma Allen-Vercoe, professor in de microbiologie aan de Universiteit van Guelph in Ontario, zegt dat ze enthousiast is over het toekomstige potentieel van microbioomonderzoek. Hoewel veel meer studies nodig zouden zijn voordat wetenschappers een behandelingsproef zouden kunnen uitvoeren, gelooft Allen-Vercoe dat Coprococcus en Dialister goede kandidaten kunnen zijn om te gebruiken als psychobiotica of probiotica die gericht zijn op geestelijke gezondheid. Een manier vinden om deze microben te laten groeien zodat ze aan patiënten kunnen worden toegediend, zou 'verre van triviaal' zijn, maar ze hoopt dat wetenschappers de bacteriën uiteindelijk in menselijke ingewanden kunnen introduceren en de resultaten kunnen onderzoeken.
"Toen ik dit artikel las, was ik super enthousiast, omdat ik echt denk dat dit een nieuwe grens is in de geneeskunde, " zegt Allen-Vercoe. “Buiten de kaders denken in termen van het gebruik van microben in de darm om ziekten te behandelen die traditioneel niet in verband worden gebracht met de darm, is best opwindend, omdat we op een heel andere manier over dingen nadenken. Ze zijn hier echt iets mee begonnen. '
