{youtube}jPpBi8tjgnA{/youtube}

Probiotica kunnen zich in het lichaam ontwikkelen en hebben het potentieel om minder effectief en soms zelfs schadelijk te worden, vindt nieuw onderzoek.

Onderzoekers die een stam van Escherichia coli (E. coli) Bacteriën te koop in Europa als een anti-diarree probioticum vonden dat het DNA van de bacteriën veranderde en ontwikkelden nieuwe mogelijkheden nadat ze een paar weken in de darmen van muizen leefden.

"Er is geen microbe die immuun is voor de evolutie."

Onder sommige omstandigheden hebben de probiotica zelfs hun gastheren ingeschakeld en hebben ze de mogelijkheid gekregen om de beschermende laag op de darm te eten. Vernietiging van deze laag is gekoppeld aan het prikkelbare darm syndroom. De voeding van de muizen en de samenstelling van hun darmbacteriële gemeenschap hebben invloed gehad op de evolutie van het probioticum en op welke manier.

De bevindingen, gepubliceerd in Cell Host en Microbe, suggereren dat probiotica geen one-size-fits-all-therapie zijn. Een probioticum dat verlichting biedt aan een persoon kan evolueren om ineffectief of zelfs schadelijk te worden in een ander. Probiotica zijn bij sommige mensen in verband gebracht met ernstige infecties.

'Levende dingen als medicijnen'

"Als we levende wezens als medicijnen gaan gebruiken, moeten we erkennen dat ze zich gaan aanpassen, en dat betekent dat wat je in je lichaam stopt niet noodzakelijkerwijs is wat er een paar uur later zal zijn," zegt senior auteur Gautam Dantas, hoogleraar pathologie en immunologie, van moleculaire microbiologie en van biomedische technologie aan de Washington University School of Medicine in St. Louis.

"Er is geen microbe die immuun is voor evolutie. Dit is geen reden om geen op probiotica gebaseerde therapieën te ontwikkelen, maar het is een reden om ervoor te zorgen dat we begrijpen hoe ze veranderen en onder welke omstandigheden. "

Iedereen heeft een enorme gemeenschap van bacteriën, virussen en schimmels, bekend als het darmmicrobioom in hun spijsverteringskanalen. Een goed gebalanceerd microbioom levert ons vitamines, helpt voedsel verteren, reguleert ontstekingen en houdt ziekteverwekkende microben onder controle. Probiotica in voedingsmiddelen en voedingssupplementen worden op de markt gebracht als manier om gezonde bacteriën overvloedig te houden en de spijsvertering soepel te laten verlopen.

Ze zijn ook in ontwikkeling als behandelingen voor ernstige medische aandoeningen zoals inflammatoire darmziekte; fenylketonurie (PKU), een stofwisselingsstoornis die neurologische schade veroorzaakt; en necrotiserende enterocolitis, een levensbedreigende darminfectie die premature baby's treft. Zoals elke andere medicatie, moet een op probiotica gebaseerde behandeling veilig en effectief blijken te zijn voordat de FDA deze voor gebruik bij mensen goedkeurt. Maar wanneer de therapie een levend iets is dat kan veranderen nadat het is toegediend, levert het aantonen van veiligheid en werkzaamheid speciale problemen op.

Bacteriën uit WWI

Het begrijpen van de principes die de evolutie in het spijsverteringskanaal bepalen, is een belangrijke stap in de richting van het creëren van veilige en effectieve probiotica, aldus de onderzoekers. Dantas en collega's, waaronder eerste auteurs Aura Ferreiro, een afgestudeerde student, en Nathan Crook, een voormalig postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Dantas, wendden zich tot een probioticum dat bekend staat als E. coli Nissle 1917. De stam werd meer dan een eeuw geleden geïsoleerd van een soldaat uit de Eerste Wereldoorlog die ongedeerd uitkwam van een epidemie van ernstige diarreeziekte die zijn kameraden ziek maakte.

Om te bestuderen hoe het probioticum reageert op verschillende microbiële gemeenschappen, gebruikten de onderzoekers muizen die vier soorten darmmicrobioom herbergen: een met geen al bestaande bacteriën; een andere met een beperkte reeks bacteriën, kenmerkend voor een ongezonde darm; een normaal microbioom; en een normaal microbioom na antibioticabehandeling.

De onderzoekers gaven de muizen het probioticum en varieerden vervolgens het voedsel dat de muizen aten, waarbij ze ofwel muizenvoer kregen, vezelrijke pellets die het natuurlijke muizendieet nabootsen; hoog-vet, hoog-suiker, laag-vezel pellets bedoeld om typische Westerse eetgewoonten te modelleren; en Western pellets plus vezels. Na vijf weken verkregen de onderzoekers de bacteriën uit de ingewanden van de muizen en analyseerden het DNA van de microben.

"Op een gezonde achtergrond met een hoge diversiteit hebben we niet veel aanpassingen aangebracht, misschien omdat dit de achtergrond is die Nissle gewend is," zegt Ferreiro. "Maar je moet onthouden dat we vrij vaak geen probiotica zouden gebruiken bij mensen met een gezond microbioom. We zouden ze gebruiken bij zieke mensen met een zwak diversiteit, ongezond microbioom. En dat lijkt de toestand te zijn waarin het probioticum het meest waarschijnlijk zal evolueren. "

Potentieel goed nieuws

Dantas en zijn collega's pasten deze bevindingen toe op het ontwerpen van een potentiële probiotische therapie voor PKU. Mensen met PKU kunnen fenylalanine niet afbreken, een eiwitbouwsteen die in veel voedingsmiddelen voorkomt. Hoge fenylalaninespiegels veroorzaken hersenbeschadiging, dus mensen met PKU moeten zich strikt houden aan een eiwitarm dieet.

"Dit is een kans, geen probleem."

De onderzoekers hebben een gen in Nissle ingevoegd dat de bacteriën het vermogen gaf om fenylalanine af te breken tot een verbinding die veilig in de urine wordt uitgescheiden. Vervolgens gaven ze de bio-gemanipuleerde bacteriën aan muizen die niet in staat waren om fenylalanine te metaboliseren. De volgende dag waren de fenylalaninespiegels in enkele muizen met de helft gedaald.

Bovendien vonden de onderzoekers na één week behandeling geen significante veranderingen in het DNA van de gemanipuleerde stam, wat suggereert dat Nissle veilig kan worden gebruikt als onderstel voor probiotische therapieën gedurende korte tijdschalen.

De bevinding dat probiotica evolueren en zich anders gedragen bij individuen met ongelijksoortige microbiomen en diëten, opent wegen voor het personaliseren van op probiotica gebaseerde medicijnen.

"Evolutie is een gegeven. Alles gaat evolueren, "zegt Dantas. "We hoeven er niet bang voor te zijn. We kunnen de evolutieve principes gebruiken om een ​​beter therapeuticum te ontwerpen dat zorgvuldig is afgestemd op de mensen die het nodig hebben. Dit is een kans, geen probleem. "

Over de auteurs

Ondersteuning voor het werk kwam van de National Institutes of Health, de National Science Foundation, de Kenneth Rainin Foundation en beurzen aan de Washington University in St. Louis.

Bron: Universiteit van Washington in St. Louis

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon