Zoals te lezen in het cahier ‘Ons microbioom’ van stichting Biowetenschappen en Maatschappij, veranderde de scoop van de microbiologie de afgelopen decennia ingrijpend door de opkomst van de DNA-technologie. Uit een natuurlijke bron kun je met het huidige arsenaal aan technologieën het DNA van alle daarin voorkomende micro-organismen isoleren en analyseren.
Er ontstaat op die manier, mits technisch goed uitgevoerd en na een gedegen analyse van de vaak complexe data, een samenhangend inzicht in de microbiële systemen zoals die in de natuur, bijvoorbeeld op en in ons lichaam, voorkomen. Zo’n samenhangend functioneel microbieel systeem wordt aangeduid als microbioom. Microbioomstudies bepalen heel nadrukkelijk het beeld van de microbiologie heden ten dage en, wat meer is, zij brengen nieuwe inzichten in de rol die micro-organismen met elkaar in de natuur spelen.
In dit cahier gaat het om ons microbioom. Ons microbioom omvat niet alleen bacteriën, maar ook archaea, gisten, schimmels en virussen. De microbiologie is in bepaalde opzichten een onevenwichtige wetenschap: van sommige organismen, met name bacteriën die relatief eenvoudig van aard zijn, weten we meer dan van andere micro-organismen. De inhoud van dit cahier is een reflectie van dat wat ongelukkige feit: in het microbioomonderzoek voeren bacteriën heel vaak de boventoon. Ook microbioomstudies zijn ietwat onevenwichtig, van sommige microbiomen, met name het darmmicrobioom is meer bekend dan van andere. Ook dat gegeven vindt zijn weerslag in de inhoud van dit cahier.
Ons microbioom, dat zich snel na de geboorte ontwikkelt en zich op allerlei plaatsen op en in ons lichaam manifesteert, varieert van individu tot individu en is dynamisch van aard. Microbioomstudies zijn derhalve intrinsiek complex van aard.
Alles er op en er aan?
Na de geboorte van een kind zegt de verloskundige of gynaecoloog met de pasgeborene in zijn of haar handen vaak tot de moeder: ‘Kijk eens, mevrouw, een mooi kind met alles er op en er aan’. Een microbioloog is geneigd die uitspraak te relativeren, immers het microbioom moet na de geboorte nog goeddeels ontwikkeld worden. In het geboortekanaal is slechts een eerste aanzet gemaakt. De verdere ontwikkeling van ons microbioom moet dan nog op gang komen.
De eerste contacten met de omgeving, met name met de moeder en de rol van moedermelk als eerste voeding, zijn voor de ontwikkeling van ons microbioom bepalend. De manier van geboren worden, langs de natuurlijke weg of via een keizersnede blijkt voor de start van de ontwikkeling van het microbioom niet zonder betekenis.
Kennis van het microbioom en met name kennis van de diversiteit aan genen in het microbioom stelt ons in staat om te begrijpen wat ons microbioom met ons doet, in voor- en tegenspoed. Na het lezen van ‘ons microbioom’ zult u de stellige bewering ‘wij zijn ons DNA’ ongetwijfeld met een korrel zout nemen. De informatie in ons chromosomaal DNA is weliswaar heel belangrijk, maar de omvangrijke genetische informatie die aan ons lichaam wordt toegevoegd door de miljarden micro-organismen in het microbioom overstijgt de informatie die we na de bevruchting van onze ouders ontvingen.
Het zijn de kleine ‘dingen’ die het doen
De genetische informatie in de micro-organismen in ons microbioom is er niet alleen voor het bestaan van die micro-organismen zelf maar draagt wezenlijk bij aan ons bestaan. Zo zijn darmbacteriën door hun metabole activiteiten niet alleen nuttige schakels in onze voedselvertering en producenten van vitamines, ze sturen ook de ontwikkeling van onze immuniteit. Niet zonder reden wordt waar nodig het darmmicrobioom gekoesterd door het gericht toevoegen van micro-organismen (probiotica) of van vezelrijke componenten aan ons voedsel (prebiotica) waardoor de bacteriën in de darm beter persisteren.
In licht van het belang van het microbioom voor ons bestaan is begrijpelijk dat er meer en meer gepleit wordt voor een terughoudend antibioticumbeleid. Antibiotica hebben naast het gewenste effect op schadelijk bacteriën helaas vaak ook een ongewenst effect doordat ze nuttige spelers in het microbioom uitschakelen. Vooral bij jonge kinderen die volop bezig zijn met het ontwikkelen van een gezond microbioom is een terughoudend antibioticumbeleid gewenst.
Dat sommige metabole producten van onze darmbewoners het brein (b)lijken te beïnvloeden ontkracht de (pedante) slogan ‘wij zijn ons brein’, die sommige hersenonderzoekers bezigen. Zoveel staat vast: wij worden in ons leven mede bepaald door ons microbioom. Dat nieuw verworven inzicht geeft aanleiding voor een filosofische vraag: moeten we ons klassiek zelfbeeld niet bijstellen in het licht van de vele microbiële organismen die zich functioneel in en met ons verenigd hebben? Verkregen kennis over ons microbioom is soms een bron voor vergaande speculaties, zoals bijvoorbeeld wanneer men stelt dat obesitas en bepaalde vormen van autisme toegeschreven moeten worden aan de samenstelling van het microbioom.
U wordt als lezer op verschillende plaatsen gewaarschuwd tegen lichtvaardige conclusies rondom het microbioom. Als bij bepaalde aandoeningen geconstateerd wordt dat er tegelijkertijd sprake is van afwijkingen in ons microbioom, is het nog maar de vraag of er tussen die twee observaties een causaal verband bestaat. Daarnaast is het zo dat veel onderzoek naar de effecten van verstoringen in het microbioom wordt gedaan met dieren als proefobject en ook dat vraagt op zijn minst om voorzichtigheid ten aanzien van de geldigheid voor de mens.
Darmflora of darmmicrobioom?
In het algemeen taalgebruik wordt met darmflora het geheel aan micro-organismen in het spijsveteringstelsel aangeduid. Maar dat klopt eigenlijk niet, want flora verwijst naar planten terwijl het om bacteriën, schimmels en virussen gaat. Daarom spreken we liever van het microbioom en specifieker van het darmmicrobioom als het om alle microben in de darmen gaat, en bijvoorbeeld van het huidmicrobioom als het de micro-organismen op de huid betreft. Het meer Angelsaksische woord microbiota, dat ook wel eens wordt gebruikt als alternatief voor (darm)flora, is ook de naam van een geslacht uit de cipresfamilie.
Veel is er aan gelegen om gezond te leven en zo wordt ook in microbioomstudies vaak de vraag gesteld naar een gezond microbioom. Op basis van kennis en ervaring zijn er al aanwijzingen dat bepaalde diëten en leefstijlen invloed hebben op de kwaliteit van het microbioom. Maar de eerlijkheid gebiedt te zeggen dat onze kennis nog niet zover ontwikkeld is dat we altijd één op één relaties kunnen leggen tussen leefstijlen en een gezond microbioom.
Microbioomtransplantatie
Wel weten we dat met bepaalde hulpmiddelen, genoemd werd al de effecten van pre- en probiotica, de gezondheid van het microbioom kan worden gestimuleerd. Het meest tot de verbeelding spreekt waarschijnlijk de in Amsterdam ontwikkelde poeptransplantatie. Het gaat daarbij om een therapeutische benadering waarbij een verstoord darmmicrobioom van een patiënt met ernstige darmaandoeningen (ziekte van Crohn bijvoorbeeld) door transplantatie wordt vervangen door het microbioom van een gezonde donor.
Ook bij mensen die als gevolg van een afwijkend huidmicrobioom zodanig rieken dat dit hun sociaal functioneren ernstig belemmert, wordt gepoogd het verstoorde microbioom te vervangen door een ‘gezond’ microbioom. Hoewel de microbioomtransplantaties vooralsnog nog wel wat problemen kennen en soms in de kinderschoenen staan, ligt daar toch een toekomstperspectief.
Een interessante vraag die wel aangestipt wordt, maar niet echt beantwoord, is die naar de evolutie van het microbioom. Micro-organismen waren er vóór planten, dieren en mensen op het toneel verschenen. Hoe vonden de micro-organismen hun weg naar planten, dieren en mensen en hoe zijn ze samen met planten, dieren en mensen geëvolueerd?
Tot slot: in 1994 schreef Bernard Dixon een uiterst interessant boek getiteld Power Unseen. How microbes rule the World. Elk hoofdstuk in dat boek is gewijd aan één bepaald micro-organisme en laat zien hoe groot de invloed van dat micro-organisme was op de wereldgeschiedenis, vooral door de manier waarop dit micro-organisme door mensen werd geëxploiteerd. In 2016 lijkt mij de tijd rijp voor een vervolg, een boek waarvan de titel zou kunnen zijn: Microbiomes rule the World. The Power of living and working together.