Het begrijpen van het menselijk microbioom zal leiden tot doorbraken in de gezondheidszorg, waaronder behandelingen voor aandoeningen zoals het prikkelbare darm syndroom. Shutterstock

Bacteriën vormen het middelpunt van alle levensvormen op planeet Aarde en zijn de essentiële bouwstenen die levende organismen maken zoals ze zijn.

Beide mitochondrion - gevonden in de meeste organismen, die energie in de cel opwekken - en de chloroplast - de zonne-energie-oogstmachine die zich in planten bevindt - is terug te voeren op hun bacteriële voorouders. Deze gespecialiseerde microben legden de basis voor de biodiversiteit waarin we leven.

Microben maken deel uit van alle meercellige organismen, waar ze een groot aantal functies vervullen die essentieel zijn voor het leven, inclusief de vertering van voedingsstoffen en signaleringsprocessen. De microben die een integraal onderdeel vormen van levende organismen worden het microbioom genoemd. Het microbioom is te vinden in wezens zo simpel als de hydra en zo complex als mensen, olifanten en bomen.

Menselijk microbioom

Microben maken deel uit van de mens vanaf de eerste ontwikkelingsfase en spelen een belangrijke rol in het functioneren van het menselijk lichaam. Het humane microbioom bestaat uit virussen, bacteriën en schimmels die in gemeenschappen in en op het lichaam aanwezig zijn.

Hoewel deze microben altijd deel uitmaakten van de menselijke anatomie, werden ze pas recentelijk gevisualiseerd met technologische vooruitgang zoals moleculaire beeldvormingstools en genetische sequentiebepaling van de volgende generatie. We kunnen deze microbiële entiteiten nu visualiseren terwijl ze opereren en essentiële taken uitvoeren.

Het microbioom is het grootste orgaan waar je misschien nog nooit van hebt gehoord, met een gewicht tot drie kilogram. Human Microbes: The Power within (2018), auteur voorzien

Het menselijk microbioom is een van de grootste organen, met een gewicht van ongeveer twee tot drie kilogram bij een volwassene. Hoewel het onzichtbaar is, maakt het microbioom zijn fysieke aanwezigheid duidelijk met af en toe geluiden en geuren.

Het microbioom schenkt ons de unieke eigenschappen die we bezitten. De samenstelling van het microbioom verandert tijdens onze levensduur en een afname van het aantal en de diversiteit van de bestanddelen ervan is geassocieerd met ziekten en veroudering. Sterker nog, het is bekend dat gezonde individuen en honderdjarigen een bredere diversiteit aan microbiële partners huisvesten dan ongezonde mensen.

Locatiespecifieke functies

Het microbioom werkt in harmonie met verschillende organen in het lichaam en helpt bij het goed functioneren van een mens. Bijvoorbeeld microben die op het oppervlak van de huid leven, beschermen tegen invasie van opportunistische bacteriën en pathogenen. Deze microben ook hulp bij het helen van wonden, het versterken van het immuunsysteem en het produceren van vluchtige signaalmoleculen die essentieel zijn voor communicatie in het lichaam en het zenuwstelsel.

De darm, die het grootste aantal microben herbergt, zou zijn spijsverteringsfunctie niet kunnen uitvoeren zonder microbiële hulp. Microben in het darmkanaal bezitten een verscheidenheid aan enzymen die zijn gericht op de vertering van complexe koolhydraten en de extractie van voedingsstoffen uit het voedsel dat we consumeren. Een gemiddelde persoon verbruikt tot 60 ton voedsel tijdens zijn of haar leven. Een spijsverteringskanaal ontdaan van microben zou nog meer voedsel nodig hebben, een situatie waar de wereld het liefst zonder zou willen.

Intestinale microben produceren ook vitaminen zoals B12 (cruciaal voor metabole activiteit), hormonen, neurotransmitters en een overvloed aan metabolieten die integraal deel uitmaken van normale lichaamsprocessen. Ze spelen ook een actieve rol in het lot van de medicijnen die we binnenkrijgen. Sterker nog, drugs die oraal worden ingenomen, werken eerst samen met het darmmicrobioom voordat ze hun beoogde doelwit bereiken.

De moleculaire entiteiten, zoals vetzuren met een korte keten, afgeleid van het microbioom, maken deel uit van ons normale ontwikkelingsproces.

Microben zijn uniek voor zowel het individu als de plek op het lichaam waar ze zijn ondergebracht. Het olieachtige voorhoofd bijvoorbeeld is dat meestal de voorkeursresidentie van Propionibacteria Terwijl de vochtige neus wordt bevolkt door Corynebacteria. De maag bezit zuur-tolerante bacteriën terwijl de dikke darm anaerobe bewoners herbergt.

Image 15 / 21 van 1000 Handshakes, een bio-artistiek microbioommappingproject. François-Joseph Lapointe, Université de Montréal, CC BY

Het microbioom begrijpen

Dit onzichtbare orgaan wordt gemoduleerd door verschillende factoren, waaronder ouderlijke genetica, geografie, voedsel en levensstijl. Hoewel het microbiome-fingerprinten nog in de kinderschoenen staat, is het duidelijk dat een individu dat in een stedelijk gebied woont, een andere microbiële gemeenschap zal huisvesten dan een inwoner op het platteland. Omdat het microbioom als elk ander orgaan is, is de verstoring van zijn cellulaire componenten - bekend als dysbiose - kan een scala aan aandoeningen veroorzaken, zoals obesitas, prikkelbare darmsyndroom, dermatitis en neurologische onbalans. Sommige van deze ziekten kunnen worden genezen door het gebruik van probiotica en prebiotica die zijn ontworpen om microbiële onbalans aan te passen.

Hoewel dit uitgestrekte onzichtbare orgel dat wel was slechts recentelijk zichtbaar gemaakt, het ontrafelen van zijn functies, gekoppeld aan het begrip van zijn oorsprong, kan leiden tot grote veranderingen in de gezondheidszorg, gezondheidseducatie, voeding en persoonlijke eigenschappen.

De identificatie van elk microbieel bestanddeel en zijn rol maakt de classificatie van elk individu volgens zijn of haar microbe-type mogelijk; dit heeft het potentieel om net zo revolutionair te zijn als de ontdekking van bloedgroepen in de twintigste eeuw. Microbiële vingerafdrukken zouden resulteren in een seismische verschuiving in gezondheidskwaliteit en levering.

Manipulatie en verrijking van geselecteerde microbiële gemeenschappen - aangeduid als microbiome engineering - zou de gezondheid verbeteren, organen verjongen, karaktertrekken verbeteren en leiden tot effectievere medicijnen.

Met microbe gesuppleerde crèmes voor huidziekten en microbe-versterkte voedingssupplementen worden al routinematig aangeprezen als gepersonaliseerde geneeswijzen. Het volgen van microben en hun metabolieten kan een veelgebruikte moleculaire strategie worden identificeer individuen en zelfs hun gedrag.

We staan ​​net aan het begin van een gezondheidsrevolutie die de potentie heeft om een ​​maatschappelijke game-wisselaar te worden.

Over de auteur

Vasu Appanna, professor, biochemie, Laurentian University

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

books_health