Door de NIH gefinancierde studies leggen een verband tussen veranderde darmmicroben en invaliderende chronische ziekte.
Onderzoekers hebben verschillen gevonden in het darmmicrobioom van mensen met myalgische encefalomyelitis/chronisch vermoeidheidssyndroom (ME/cvs) in vergelijking met gezonde controles. De bevindingen van twee studies, gepubliceerd in Cell Host & Microbe en gefinancierd door de National Institutes of Health, voegen zich bij het groeiende bewijs dat verstoringen in het darmmicrobioom, de volledige verzameling bacteriën, virussen en schimmels die in ons maag-darmstelsel leven, in verband brengt met ME/cvs.
“Het microbioom is naar voren gekomen als een potentiële bijdrager aan ME/cvs. Deze bevindingen bieden unieke inzichten in de rol die het microbioom speelt bij de ziekte en suggereren dat bepaalde verschillen in darmmicroben kunnen dienen als biomarkers voor ME/cvs,” aldus Vicky Whittemore, Ph.D., programmadirecteur bij het National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) van de NIH.
ME/cvs is een ernstige, chronische en invaliderende ziekte die wordt gekenmerkt door een reeks symptomen, waaronder vermoeidheid, malaise na inspanning, slaapstoornissen, cognitieve problemen, pijn en maag-darmproblemen. De oorzaken van de ziekte zijn onbekend en er bestaan geen behandelingen.
In één studie analyseerden seniorauteur Brent L. Williams, Ph.D., assistent-professor, Dr. W. Ian Lipkin, John Snow Professor of Epidemiology en directeur van het Center for Infection and Immunity aan de Columbia University Mailman School of Public Health, in New York City, en hun medewerkers de genetische samenstelling van darmbacteriën in stoelgangstalen verzameld van een geografisch divers cohort van 106 mensen met ME/cvs en 91 gezonde controles. De resultaten onthulden belangrijke verschillen in microbiome diversiteit, hoeveelheid, metabolische reactiepaden, en interacties tussen soorten darmbacteriën.
Dr. Williams en zijn collega’s ontdekten dat mensen met ME/cvs abnormaal lage niveaus van verschillende bacteriesoorten hadden in vergelijking met gezonde controles, waaronder Faecalibacterium prausnitzii (F. prausnitzii) en Eubacterium rectale. Deze gezondheidsbevorderende bacteriën produceren een korteketenvetzuur, butyraat genaamd, een bacterieel metaboliet, of bijproduct, dat een belangrijke rol speelt bij het behoud van de darmgezondheid. Een acetaatproducerende bacterie was ook verminderd in monsters van mensen met ME/cvs.
Meer gedetailleerde metabolomische analyses bevestigden dat een vermindering van deze bacteriën gepaard ging met een verminderde butyraatproductie bij ME/cvs. Butyraat is de primaire energiebron voor cellen in de darm, die tot 70% van hun energiebehoefte leveren, het immuunsysteem van de darm ondersteunen en bescherming bieden tegen ziekten van het spijsverteringskanaal. Butyraat, tryptofaan en andere metabolieten in het bloed zijn belangrijk voor de regulering van het immuunsysteem, de stofwisseling en de endocriene functies.
Terwijl species van butyraatproducerende bacteriën afnamen, waren er verhoogde niveaus van negen andere species bij ME/cvs, waaronder Enterocloster bolteae en Ruminococcus gnavus, die in verband worden gebracht met respectievelijk auto-immuunziekten en inflammatoire darmziekten.
De groep van Dr. Williams rapporteerde ook dat een overvloed aan F. prausnitzii omgekeerd evenredig was met de ernst van de vermoeidheid bij ME/cvs, wat wijst op een mogelijk verband tussen darmbacteriën en ziektesymptomen. Er is meer onderzoek nodig om te bepalen of verschillen in het darmmicrobioom een gevolg of een oorzaak van de symptomen zijn.
De bevindingen wijzen erop dat een onevenwicht in deze 12 soorten bacteriën zouden kunnen worden gebruikt als biomarkers voor een classificatie van ME/cvs, waardoor mogelijk consistente, meetbare doelen worden geboden om de diagnose te verbeteren.
Het darmmicrobioom is een ecosysteem met complexe interacties tussen bacteriën, waarbij microben voedingsstoffen, metabolieten of andere moleculaire signalen kunnen uitwisselen of met elkaar concurreren. Onderzoekers vonden opmerkelijke verschillen in het netwerk van interacties tussen species bij mensen met ME/cvs, waaronder unieke interacties tussen F. prausnitzii en andere species. Dit wijst op een uitgebreide herschikking van bacteriële netwerken bij ME/cvs.
“Naast verschillen in individuele species bij ME/cvs, kan het richten van een focus op de interactiedynamiek van de gemeenschap meer specificiteit toevoegen aan de brede definitie van dysbiose, waarbij onderscheid wordt gemaakt tussen andere ziekten waarbij het darmmicrobioom uit balans raakt,” aldus Dr. Williams. “Dit is ook belangrijk voor het genereren van nieuwe toetsbare hypotheses over de onderliggende mechanismen en mediatoren van dysbiose bij ME/cvs en kan uiteindelijk informatie verschaffen over strategieën om deze disbalansen te corrigeren.”
Een evenwichtig microbioom is ook essentieel voor verschillende neurale systemen, in het bijzonder de immuunregulatie en de koppeling tussen energiemetabolisme en bloedtoevoer in de hersenen, alsook de functie van de zenuwen die de darmen bevoorraden.
In een andere studie aan het Jackson Laboratory in Farmington, Connecticut, werkten Julia Oh, Ph.D., universitair hoofddocent, en Derya Unutmaz, M.D., professor, samen met andere ME/cvs-deskundigen om afwijkingen in het microbioom te bestuderen in verschillende fasen van ME/cvs. Het team van Dr. Oh verzamelde en analyseerde klinische gegevens, stoelgangstalen en bloedmonsters van 149 mensen met ME/cvs die binnen de afgelopen vier jaar waren gediagnosticeerd (74 op korte termijn) of die meer dan 10 jaar geleden waren gediagnosticeerd (75 langdurig) en 79 gezonde controles.
Uit de resultaten bleek dat de kortetermijngroep minder microbiële diversiteit had, terwijl de langdurig zieke groep een stabiel, maar geïndividualiseerd darmmicrobioom opbouwde dat vergelijkbaar was met dat van gezonde controles. Dr. Oh en haar collega’s vonden lagere niveaus van verschillende butyraatproducerende species, waaronder F. prausnitzii, vooral bij de kortdurende zieke deelnemers. Er was ook een vermindering van species geassocieerd met tryptofaanmetabolisme bij alle deelnemers met ME/cvs in vergelijking met controles.
De groep van Dr. Oh verzamelde ook gedetailleerde klinische en levensstijlgegevens van de deelnemers. Door deze gegevens te combineren met genetische en metabolome gegevens, ontwikkelde het team een manier om ME/cvs nauwkeurig te classificeren en te onderscheiden van gezonde controles. Met behulp van deze aanpak vonden zij dat personen met langdurige ME/cvs een evenwichtiger microbioom hadden, maar meer ernstige klinische symptomen en progressieve metabole onregelmatigheden vertoonden in vergelijking met de andere groepen.
Beide studies identificeren potentiële biomarkers voor ME/cvs, die informatie kunnen verschaffen voor diagnostische testen en ziekteclassificatie. Inzicht in het verband tussen verstoringen in het darmmicrobioom en ME/cvs kan ook de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen sturen.
Aanvullend onderzoek is nodig om meer te weten te komen over de pathofysiologische implicaties van butyraat en andere metaboliettekorten bij ME/ccvs. Toekomstige studies zullen bepalen hoe verstoringen van de darmmicroben bijdragen tot de symptomen, met inbegrip van veranderingen tijdens de ziekteprogressie.
De studies werden gedeeltelijk gefinancierd door het Collaboratief Onderzoeksnetwerk voor ME/cvs van de NIH, een consortium dat wordt ondersteund door meerdere instituten en centra van de NIH, bestaande uit drie collaboratieve onderzoekscentra en een coördinatiecentrum voor gegevensbeheer. Het onderzoeksnetwerk werd in 2017 opgericht om het onderzoek naar ME/cvs vooruit te helpen. Het onderzoek werd ondersteund door een subsidie van het NINDS U54NS105539, subsidies van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases U54AI138370 en R56AI120724, en anonieme donoren via het Crowdfunding Microbe Discovery Project.
NINDS is ‘s lands grootste financierder van onderzoek naar de hersenen en het zenuwstelsel. De missie van het NINDS is het zoeken naar fundamentele kennis over de hersenen en het zenuwstelsel en het gebruik van die kennis om de last van neurologische ziekten te verminderen.
Over de National Institutes of Health (NIH): NIH, de nationale instantie voor medisch onderzoek, omvat 27 instituten en centra en is een onderdeel van het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services. NIH is het belangrijkste federale agentschap dat fundamenteel, klinisch en translationeel medisch onderzoek uitvoert en ondersteunt, en onderzoek doet naar de oorzaken, behandelingen en genezing van zowel veel voorkomende als zeldzame ziekten. Ga voor meer informatie over NIH en haar programma’s naar www.nih.gov.
NIH…Turning Discovery Into Health®
Artikel
Guo, et al. Deficient butyrate-producing capacity in the gut microbiome is associated with bacterial network disturbances and fatigue symptoms in ME/CFS. Cell Host & Microbe, February 8, 2023. DOI: 10.1016/j.chom.2023.01.004.
Xiong, et al. Multi-‘omics of host-microbiome interactions in short- and long-term Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). Cell Host & Microbe, February 8, 2023. DOI: 10.1016/j.chom.2023.01.001.
© NIH, 8 februari 2023. Vertaling ME-gids.
