Fagen Dynamiek en invloeden tijdens de oprichting van het menselijke darmmicrobioom (METAKIDS)

De afgelopen tien jaar is de rol van micro-organismen in de menselijke darmen intensief bestudeerd. Het darmmicrobioom omvat bacteriën, virussen, schimmels en archaea. Het belang van het microbioom voor de gezondheid van de mens wordt benadrukt door de observatie dat dysbiotische verschuivingen in deze microbiële gemeenschappen in verband zijn gebracht met tal van ziekten bij de mens, waaronder obesitas, inflammatoire darmaandoeningen, auto-immuunziekten of gastro-intestinale kanker. Het is ook duidelijk vastgesteld dat sommige van deze micro-organismen interageren met het immuunsysteem en bijdragen aan de ontwikkeling ervan. Het darmmicrobioom wordt snel na de geboorte gevormd en de samenstelling ervan verandert in de loop van de volgende jaren in de richting van een stereotiepe 'volwassen-achtige' bacteriële gemeenschapsstructuur. Epidemiologische studies hebben het belang van deze periode voor een langdurige gezondheid aangetoond. Het is ook aangetoond dat dit proces kan worden beïnvloed door meerdere op elkaar inwerkende factoren zoals voeding, antibioticagebruik en andere omgevingsfactoren. Er is veel minder bekend over het virale deel van het menselijk microbioom. De meeste zijn fagen (fageoom) waarvan bekend is dat ze de microbiële populatie moduleren door predatie of overdracht van genetische informatie tussen bacteriën, en die waarschijnlijk belangrijke effecten hebben op de vestiging van het darmmicrobioom en bijgevolg op de menselijke fysiologie. Het MetaKids-project heeft tot doel te begrijpen hoe het darmfaagoom zich ontwikkelt tijdens het vroege menselijke leven en hoe het de samenstelling van het bacteriële microbioom beïnvloedt. De onderzoekers zullen een longitudinaal onderzoek uitvoeren bij 15-20 baby's van 3-9 maanden tot 24-30 maanden oud. Door de nieuwste metagenomische methoden te combineren, zal worden onderzocht: 1) de samenstelling, evolutie en dynamiek van het faagoom en het bacteriële microbioom gedurende deze kritieke periode; 2) de interacties tussen fagen en bacteriën en hun relaties; en 3) de impact van omgevingsfactoren, zoals vaccinaties of antibioticabehandeling op de faagpopulaties. Het project is gebaseerd op de combinatie van innovatieve recente metagenomische technieken die in het lab zijn ontwikkeld. DNA is een alomtegenwoordig en stabiel molecuul dat kan worden gebruikt als een marker van "compartimentering" op cellulair en populatieniveau, en levert belangrijke informatie op over de genomische structuur van een mix van soorten. Door benaderingen zoals zuivering van virale deeltjes en 3C-gerelateerde methoden te combineren, stellen de onderzoekers daarom voor om de vestiging van het darmmicrobioom bij kinderen te karakteriseren en de relaties tussen de verschillende genomische entiteiten die in deze periode aanwezig zijn te ontcijferen. Dit project zal cruciale gegevens opleveren over de rol van fagen tijdens het vroege leven van het menselijk darmkanaal. Interventie om de darmpopulatie te wijzigen/controleren is een dynamisch veld en het MetaKids-project zal nieuwe perspectieven bieden voor dit onderzoeksgebied.