In ons lichaam zitten meer vreemde genen dan genen van onszelf

In onze darmen leven vele biljoenen bacteriën. Hun dna is voor het eerst in kaart gebracht...

Door Ben van Raaij

Mensen zijn wandelende bacteriekolonies. We huisvesten 100 biljoen bacteriën – tien keer meer dan onze eigen cellen. De meeste bacteriën leven in onze darmen. Samen hebben die 3,3 miljoen genen, ruim 100 keer meer dan de mens zelf heeft. Ze vormen als het ware een tweede genoom.

Dit blijkt uit de grootste ‘metagenoomstudie’ die ooit is uitgevoerd, door een consortium van Chinese en Europese onderzoeksinstellingen en farmaceutische bedrijven onder leiding van het Beijing Genomics Institute in Shen-zhen (Nature, 4 maart).

Doel van het project was inzicht te krijgen in de invloed van de darmflora op gezondheid en ziekte. Darmbacteriën spelen een rol bij de voedselopname en in het immuunsysteem, maar hoe dat precies werkt en waarom er zoveel verschillende soorten zijn, is onduidelijk. Met nieuwe technieken kunnen deze vragen voor het eerst genetisch worden onderzocht.

De onderzoekers kozen een metagenomics-aanpak – dna-onderzoek van een hele groep organismen tegelijk, eerder gebruikt voor het identificeren van micro-organismen in zeewater – om het dna van de darmflora te bepalen. Ze namen poepmonsters van 124 Europeanen, isoleerden het bacteriële dna, knipten het in stukjes en lazen het af. Vervolgens zetten ze die miljarden stukjes dna met bio-informatische technieken weer in elkaar. Dat leverde alles bijeen 3,3 miljoen bacteriële genen op.

‘We hebben 576 miljard basen geanalyseerd. Dat is 55 keer meer informatie dan heel Wikipedia bevat. Nooit eerder is zoveel genetische code verwerkt’, zegt mede-auteur Jeroen Raes, bio-informaticus aan het Vlaams Instituut voor Biotechnologie van de Vrije Universiteit Brussel, vanuit het Chinese Shenzhen. Daar zijn de resultaten op een congres over het menselijk microbioom gepresenteerd.

Raes en de zijnen konden de miljoenen genen herleiden tot zo’n 1.150 soorten darmbacteriën, de meeste ervan nog onbekend voor de wetenschap. De gemiddelde individuele darmflora telt 160 soorten, waarvan de meeste gedeeld.

Niet van al het dna kan bepaald worden van welke bacteriën het afkomstig is, zegt Raes. ‘Maar vaak kunnen we wel zeggen welke genen (functies) erop liggen, en dus in kaart brengen wat de totale genenpool van de gemiddelde darmflora is. De computationele analyse is enorm complex. Het veld staat nog pas in de kinderschoenen.’

Gijs van den Brink, maag-lever-darm-arts en darmonderzoeker aan het LUMC, is enthousiast over de studie. ‘Wat zo mooi is aan deze paper, is dat ze voor het eerst een betrouwbare schatting geeft hoeveel darmbacteriën er bestaan. Tot nu toe hadden we geen idee, omdat de meeste van die bacteriën niet gekweekt kunnen worden.’

Het onderzoek laat zien dat de menselijke darmflora uit twee delen bestaat: een kernflora die bij iedereen gelijk is en van belang lijkt voor het goed werken van de darmen, en een variabele flora die van persoon tot persoon verschilt en mogelijk verband houdt met aanleg voor bepaalde aandoeningen.

Het verband tussen een afwijkende darmflora en ziekte werd in 2006 voor het eerst aangetoond voor obesitas. ‘Als je de darmflora van een obese muis aan een normale muis geeft, wordt die ook dik’, zegt Van den Brink. ‘Dat maakt duidelijk hoe intiem de link is tussen de mens en zijn microbioom. Twee jaar geleden bleek bovendien uit tweelingenonderzoek dat de samenstelling van darmflora niet genetisch, maar omgevingsafhankelijk is: van je moeder, van voeding, antibioticagebruik.’

Alles wijst er dus op, zegt Raes, dat de mens en zijn darmbacteriën in een soort symbiose leven, zij het dat daarbij de gasten bepalender zijn dan de gastheer.

In die zin opent het Nature-artikel perspectieven, aldus Van den Brink. ‘Je kunt denken aan de relatie tussen bepaalde darmflora en bepaalde aandoeningen, zoals de ziekte van Crohn of colitis ulcerosa. Maar de evolutionaire band tussen de mens en zijn darmflora is zo oud en intiem, dat er misschien nog andere verbanden zijn.’

Klinische studies zijn de volgende stap, zegt Raes. ‘Er wordt nu flink geïnvesteerd in het linken van darmflora aan ziekte. Ook met systeembiologische benaderingen, waarbij je niet alleen kijkt naar genen maar ook naar eiwitten en actieve processen als geheel.’

Het zijn spannende tijden, zegt hij vanuit Shenzhen. ‘Ik ben hier op het eerste grote internationale congres over human metagenomics. Alle toponderzoekers zijn hier, en iedereen is het erover eens: dit veld is echt aan het boomen.’

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden