Bacteriën als medicijn

De micro-organismen op en in ons kunnen onze gezondheid bepalen en zelfs een gevoelige impact hebben op de doeltreffendheid van behandelingen

(VERKORTE VERSIE)

Samenwerkingsverband tussen brein en bacteriën in de maak

De bacteriën in de darmen van het menselijk lichaam beïnvloeden het zenuwstelsel in menig opzicht. Tot die conclusie kwam Eran Blacher, Ph.D., postdoctoraal onderzoeker neurologie en neurowetenschappen verbonden aan de Universiteit van Stanford. Enerzijds worden de door de bacteriën geproduceerde metabolieten opgenomen in de bloedstroom en bereiken ze zo de hersenen, “waar ze de activiteiten kunnen moduleren van hersencellen, zoals neuronen, astrocyten en microglia,” merkt Eran Blacher op. Bacteriën en hun metabolieten in de darmen kunnen ook een rechtstreeksere impact hebben via het darmzenuwstelsel, dat verbonden is met de hersenen. Daarenboven wijst Eran Blacher erop dat “bacteriën in de darmen kunnen interageren met immuuncellen, die dan uit de darmen kunnen migreren en via de bloedbaan doordringen tot in de hersenen of immuun-gerelateerde moleculen gaan afscheiden - chemokinen en cytokinen – die hersencelfuncties kunnen moduleren.”

Technologie van Finch Therapeutics kan aangewend worden om drie verschillende soorten oraal toegediende kandidaat-producten te ontwikkelen, die het farmaciebedrijf beschrijft als 'complete consortia' (volledig consortium), 'targeted consortia' (gericht consortium) en 'enriched consortia' (verrijkt consortium).

Eran Blacher omschrijft de hersenen als “fascinerend en nog te ontginnen terrein” in het kader van gezondheid-gerelateerd microbioom onderzoek. Zijn werk rond amyotrofe laterale sclerose (ALS) is daar trouwens een interessante illustratie van. “Een beter begrip van de mechanismen die een belangrijke rol spelen in de pathogenese van ALS zou nieuwe wegen kunnen openen voor een mogelijke behandelstrategie,” beklemtoont hij. Bij wijze van voorbeeld verwijst Eran Blacher naar het postdoctoraal onderzoek dat hij heeft verricht aan het ElinavLab, gevestigd bij de afdeling Immunologie van het Weizmann Institute of Science in Israël. Deze studie wees uit dat “behandeling met een welbepaald bacterie, namelijk Akkermansia muciniphila, motorische functies aanzienlijk verbetert en een positieve wending geeft aan de ALS-symptomen in een ALS-muizenmodel.”6

Ofschoon bacteriën inzetten in de behandeling van ALS nog lang niet voor morgen is, kan het microbioom toch al gebruikt worden voor hersenonderzoek. Eran Blacher is daar duidelijk over: “We kunnen darmbacteriën nu gebruiken als biosensoren of zelfs als voorspellers van de metabole toestand van de patiënt, op grond waarvan interessante biologische processen kunnen worden geïdentificeerd en bestudeerd in verschillende ziektefenotypes.”

De vertaling voltooien

Ondanks het enthousiasme rond microbioom-behandelingen, is er nog heel veel werk voor de boeg. “De grootste hindernis voor microbioom-therapieën ligt in de identificering van een specifiek bacterie en, in het ideale geval, ook van de bioactieve producten die ze voortbrengt – waardoor ze beschermt tegen de ziekte waarnaar onderzoek wordt gedaan. Dat is een lastige opgave gezien het grote aantal bacteriën in de microbiota,” licht Surana toe. “Als we deze bacterie of zelfs een kleine collectie bacteriën die tegen de ziekte beschermen op het spoor komen, zal dat een licht werpen op de werkingsmechanismen van de ziekte, zowel vanuit het perspectief van de patiënt als van de bacterie. Dan kan ook duidelijk worden welke specifieke patiëntenpopulatie baat vindt bij de behandeling.”

Om deze graad van nauwkeurigheid te bereiken zal waarschijnlijk veel teamwerk nodig zijn. “Tijdens de eerste tien jaar microbioom-onderzoek waren de inspanningen vooral gericht op het in kaart brengen van mogelijke verbanden tussen het microbioom en diverse ziektebeelden. Nu is die aandacht verschoven en begint het besef te groeien dat er grote nood is aan mechanistisch-causale onderzoeken, waardoor onderzoeksresultaten efficiënter kunnen worden vertaald naar de klinische praktijk,” gaf Surana te verstaan. “Helaas is elke stap in dit proces een hele uitdaging, want elke etappe vergt specifieke vaardigheden: aan de hand van bio-informatica bacteriën identificeren die in causaal verband staan met bescherming tegen de ziekte, bacteriën isoleren en kweken, de effecten van deze bacterieën uittesten op relevante dierenmodellen.” 

Een reeks technologische verbeteringen zouden de weg kunnen effenen naar een grotere nauwkeurigheid van de microbioom-therapieën. “Uiteindelijk vergen deze inspanningen een nauwe samenwerking tussen menige groepen, elk met hun eigen expertise in verschillende wetenschapsdomeinen.” Net als bacteriën intens samenwerken, zullen ook wetenschappers dat moeten doen willen deze micro-organismen worden omgezet in medicatie.

Vertaling: Petra Ghysens
Bron: Clinical OMICS