Virussen als bondgenoot? Gaan ze onze darmflora perfectioneren?

Foto: Gerd Altmann van Pixabay

Goede en slechte bacteriën in onze darmen beïnvloeden onze gezondheid. Kunnen we die slechte bacteriën niet doden?

Daar sta ik dan, met een wattenstaafje in mijn hand, turend in de wc-pot. Ik haal diep adem, knijp mijn neus dicht met mijn linker hand en duw met mijn rechter het wattenstaafje in mijn poep. Nooit gedacht dat ik dat nog eens zou doen. De volgende dag breng ik mijn wattenstaafje, netjes in zijn hoesje, naar het laboratorium. Daar testen ze of mijn darmflora de goedaardige bacterie Akkermansia muciniphila bevat. Die bacterie vermindert de kans op darmziektes zoals de ziekte van Crohn, en haar aanwezigheid wijst op een gezonde dikke darm. In het lab verrichten de onderzoekers allerlei ingewikkelde testen met mijn bacteriën. Enkele dagen later volgt het antwoord: ik ben Akkermansia-positief – goed nieuws voor mijn darmen. Als we bacteriën in de darmen gericht willen aanpassen, worden dit soort testen misschien wel standaardprocedure.

Bacteriedoders

Eind vorig jaar meldde het wetenschappelijke tijdschrift Nature dat de gif-producerende darmbacterie Enterococcus faecalis (E. faecalis) een belangrijke veroorzaker is van leveraandoeningen bij overmatig alcoholgebruik. Een daarvan, levercirrose, is een van de tien meest voorkomende doodsoorzaken in de westerse wereld en er bestaat nog geen behandeling voor. Het artikel vermeldde ook dat onderzoekers erin geslaagd waren om E. faecalis in de darmen van muizen te doden, waarna de muizen minder leverletsel ontwikkelden, zelfs bij een hoge dosis alcohol. Door aanpassingen te maken in de darmflora, konden ze de ziekte dus in bedwang houden. Voor het doden van de ziekteverwekker gebruikten de wetenschappers bacteriedodende virussen: bacteriofagen, of kortweg fagen.

Waarom schrijven artsen in Nederland nog steeds geen fagen voor om onze darmflora te verbeteren?

Fagen zijn virussen die bacteriën aanvallen en doden. Hun anatomie is relatief eenvoudig: ze bestaan uit een eiwitkop, gevuld met genetisch materiaal (DNA of RNA), een lijfje, en spinachtige poten. Net als andere virussen hebben fagen een gastheer nodig om zich te vermenigvuldigen. Daarbij komen de poten van de faag van pas: die hechten zich stevig aan hun doelwit. Eenmaal verankerd, injecteert de faag zijn genetische materiaal, via zijn lijfje, in de bacterie. Dat materiaal neemt de regie van de bacteriecel over; de bacterie is nu een fagenfabriekje dat in rap tempo nieuwe fagen produceert. Dat gaat zo door totdat de cel overvol raakt met fagen en openbarst. De vrijgekomen fagen gaan vervolgens weer opzoek naar een nieuw gastheer.

E. faecalis en A. muciniphila zijn niet de enige darmbacterien waarvan onderzoekers weten dat ze onze gezondheid beïnvloeden. Eerdere studies linkten bacteriën in de darmflora met onder andere kanker, diabetes en de ziekte van Parkinson. Ook het idee om fagen in te zetten als medicatie, of als alternatief voor antibiotica, bestaat al sinds 1919. Nu steeds meer bacteriën worden aangewezen als beïnvloeder van aandoeningen, zijn gerichte bacteriedodende middelen aantrekkelijke behandelingen. Waarom schrijven artsen in Nederland nog steeds geen fagen voor om onze darmflora te verbeteren?

Specificiteit

Fagen zijn selectief: ze infecteren maar één bacteriesoort. Toch zitten er grenzen aan hun specificiteit. Een bacteriesoort bevat verschillende stammen, net als dat een diersoort meerdere rassen kent. Daardoor kunnen fagen ook ‘goede’ bacteriën doden, die verwant zijn aan de ziekteverwekker. Hoewel bepaalde E. faecalis stammen verantwoordelijk voor leveraandoeningen, doen andere al meer dan vijftig jaar dienst als nuttige bacteriën in probiotica. Die nuttige E. faecalis stammen houden de darmflora in evenwicht door onder andere voedingsstoffen in de darm te consumeren die anders gebruikt zouden worden door schadelijke bacteriën. Faagtherapie die gericht één bacteriesoort, zoals, E. faecium, uitschakelt, kan dus ook nuttige varianten doden. Dat kan gevaarlijke gevolgen hebben.

Wanneer je een specifieke bacterie in de darmen nagenoeg uitroeit, hebben andere micro-organismen weer ruimte om te groeien

Rusland en Georgië doen al tientallen jaren onderzoek naar fagen en bieden ook faagtherapie aan. Onderzoekers die flesjes fagen uit Rusland bestelden, stuitten op een probleem: de fagen functioneerden niet buiten Rusland. Russen hebben, gemiddeld genomen, een andere samenstelling van darmbacteriën dan bijvoorbeeld Nederlanders. Factoren zoals dieet en omgeving beïnvloeden de samenstelling van de darmflora. In zo’n geval is de specificiteit van de fagen juist te groot, waardoor ze alleen geschikt zijn voor de lokale bevolking.

Bacteriën beschikken over een immuunsysteem om zich te verdedigen tegen fagen

Reacties

Newton zei het al: elke actie heeft een reactie. Dat geldt ook voor modificaties van de darmflora. Je zou kunnen zeggen dat darmen ‘vol’ zitten met micro-organismen. Wanneer je een specifieke bacterie in de darmen nagenoeg uitroeit, hebben andere micro-organismen weer ruimte om te groeien, waardoor het evenwicht van de darmflora verschuift. Zo’n verschuiving kan gevolgen hebben voor het immuunsysteem in de darmen en tot problemen leiden.

Een ander probleem is dat bacteriën resistentie opbouwen tegen fagen. Bacteriën beschikken over een immuunsysteem om zich te verdedigen tegen fagen, hun natuurlijke vijand. Dat immuunsysteem, genaamd CRISPR/Cas, verzamelt kleine stukjes DNA van fagen en bewaart die in zijn systeem. Dat helpt de bacterie een aanvallende faag te herkennen en doden. De sleutel van het CRISP/Cas immuunsysteem is dus het opnemen en opslaan van uitheems DNA. De veroorzaker van leveraandoeningen: E. faecalis, zijn meesters in het opnemen van DNA. Als we deze darmbacteriën aanvallen met fagen ligt er meer druk op de bacteriën om het DNA van hun aanvaller te archiveren. Ze zullen dan resistentie opbouwen tegen die faag, waardoor de behandeling nutteloos wordt.

Voorlopig zit faagtherapie er dus niet in. Het zal dus nog wel even duren voordat ik weer met een wattenstaafje in mijn poep sta te roeren om te bepalen welke bacteriën mogen verdwijnen.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

Create your website at WordPress.com
Get started