Health Professional - Nieuws - 19-02-2009:

Effect van probiotica in darmwand van gezonde mens
Beintema, Nienke

Probiotica activeren bepaalde genen in de darmwand. Het betreft vooral genen die betrokken zijn bij de immuunrespons. Dat toonden Wageningse wetenschappers onlangs aan. Het is het eerste moleculaire bewijs van het effect van probiotica. Onderzoeksleider Michiel Kleerebezem: "Het beeld was heel duidelijk."

Dat probiotica bepaalde immuunparameters kunnen beïnvloeden, was al bekend. Het was echter nog altijd onduidelijk hoe dat effect op moleculair niveau precies tot stand komt. Onderzoek van TI Food and Nutrition heeft nu aangetoond dat levende cellen van Lactobacillus plantarum bepaalde genen in de darmwand ‘aanschakelen’. Deze genen zijn betrokken bij de immuunrespons van gezonde volwassenen. De onderzoekers publiceerden hun gegevens in PNAS Online (4 februari).
Dit is belangrijke informatie, vertelt onderzoeksleider Michiel Kleerebezem. "De werking van probiotica berust op een combinatie van zeer complexe mechanismen," legt hij uit. "We weten er eigenlijk nog vrij weinig van. Probiotische producten worden bijvoorbeeld vaak klinisch getest op basis van trial and error: wat werkt wel, en wat werkt niet? Maar dat is niet erg effectief, zeker als we willen kunnen zeggen welke probiotica het beste werken, en in welke hoeveelheden, en met welke productiewijze."

Gekoeld
Het maakt bijvoorbeeld uit, zo toonde het Wageningse onderzoek aan, in welk groeistadium de bacteriën zich bevinden. De onderzoekers testten zowel snelgroeiende cellen van L. plantarum, als uitgegroeide cellen en zelfs dode cellen. "In alledrie de gevallen werden andere patronen van cellulaire reacties aangeschakeld," vertelt Kleerebezem. "De manier waarop het slijmvlies van de darmwand reageert, hangt dus samen met de manier waarop de cellen worden aangeboden. De uitgegroeide cellen hebben het duidelijkste immuunregulerende effect. Wat dat betreft is er een mooie match met de producten die nu op de markt zijn: daarin zijn de bacteriën ook gestopt met groeien."
Maar in andere gevallen is er wellicht door producenten nog een waardevolle stap te maken. Het maakt bijvoorbeeld uit in welk voedingsmiddel de probiotica worden aangeboden. "Veel van de producten worden nu aangeboden in een gekoeld zuiveldrankje," zegt Kleerebezem, "maar wanneer dezelfde bacteriën worden aangeboden in bijvoorbeeld een vruchtensap is het de vraag of de klinische claims overeind blijven. Daar is nog niet veel onderzoek naar gedaan. Meestal kijkt men vooral naar welke bacteriën in het lab bepaalde eigenschappen lijken te hebben. Ons onderzoek laat in elk geval zien dat het gerechtvaardigd is om kritischer te kijken naar de manier waarop je een probioticum aanbiedt."

Zelfde patroon
De Wageningers voerden hun onderzoek uit bij acht gezonde vrijwilligers. Die kwamen elk vier keer naar het lab, met een tussentijd van twee weken. Ze kregen tijdens die achtereenvolgende bezoeken in willekeurige volgorde vier verschillende drankjes te drinken: een placebo, en een soort sportdrankjes met dode, groeiende of uitgegroeide L. plantarum-cellen. Vervolgens keken de onderzoekers voor elke proefpersoon wat de verschillen waren tussen de vier behandelingen. Daarvoor namen ze biopten uit de dunne darm: piepkleine stukjes darmwand, waarvan vervolgens de patronen in de genexpressie werden bepaald.
"Het opvallende was," zegt Kleerebezem, "dat er ondanks de verschillen tussen de vrijwilligers, zoals dieet of leefgewoonten, toch zulke grote overeenkomsten waren in de gemeten reacties in het darmslijmvlies na consumptie van de bacteriedrankjes."
Levende, uitgegroeide L. plantarum-cellen schakelden bij alle proefpersonen grofweg dezelfde groep van drie- tot zevenhonderd genen aan. Van de meeste van deze genen is bekend dat ze een rol spelen bij de immuunrespons. "Het is vervolgens de kunst om erachter te komen wat van deze lijsten met genen de onderliggende biologische betekenis is," merkt Kleerebezem op. "Daar zijn software- en statistische pakketten voor, gebaseerd op al bekende genenfuncties. Maar het is vooral veel denk- en speurwerk over de rol van individuele genen."

‘Code oranje’
Zo hebben de onderzoekers een deel van de ‘biologie van het darmslijmvlies’ kunnen reconstrueren. "Het leverde een heel duidelijk beeld op," stelt Kleerebezem. "Het gaat niet om willekeurige genen, maar om bij elkaar horende genen uit moleculaire pathways." Dat zijn precies de zogenaamde NF-κB-afhankelijke pathways, die bij gezonde volwassenen betrokken zijn bij de regulatie van de immuunrespons. De interpretatie van de onderzoekers is dat L. plantarum het immuunsysteem in een hogere staat van paraatheid brengt. "Het immuunsysteem staat als het ware op ‘code oranje’," zegt Kleerebezem, "zodat het adequater kan reageren als dat nodig is."
Het is voor het eerst dat dit in het lab is aangetoond. Als volgende stap zouden de onderzoekers nu willen kijken of die grotere alertheid ook daadwerkelijk leidt tot een sterkere immuunreactie als het immuunsysteem wordt uitgedaagd, bijvoorbeeld door een mucosaal vaccin. Daarnaast willen ze het moleculaire effect van andere probiotica onderzoeken.

Met het precieze moleculaire mechanisme zijn Kleerebezem en zijn collega’s ook nog niet klaar. Een van de vragen die nog overblijven, is bijvoorbeeld hóe de bacteriën erin slagen de darmgenen aan te schakelen. Scheiden ze bijvoorbeeld bepaalde stoffen uit die dat profiel induceren? "Dat is toch cruciale informatie," meent Kleerebezem. "We willen dat communicatiemechanisme graag ontrafelen, om het wellicht te kunnen aansturen of zelfs verbeteren. Maar je kunt het ook gebruiken als kwaliteitscontrole, om aan te kunnen tonen dat je product niet alleen de bacteriën, maar ook de moleculen bevat die het gunstige effect induceren. Tot nu toe berust kwaliteitscontrole alleen op het aantal levende cellen in het product. Een moleculaire marker voor functionaliteit zou ideaal zijn. Ons onderzoek brengt dat een stapje dichterbij."

Meer informatie:
Persbericht op website TIFN
Publicatie in PNAS