Sinds de opkomst van betaalbare “next generation sequencing-technieken” heeft een groot aantal studies het verband aangetoond tussen de samenstelling van de darmmicrobiota, obesitas en type 2 diabetes (T2D). De vraag is: is de samenstelling van de darmmicrobiota een weerspiegeling van de ziekte, of was de samenstelling van de darmmicrobiota al veranderd voor de ontwikkeling van de ziekte en dus de drijvende factor?
Het is niet eenvoudig onderzoek te doen naar de rol van de darmmicrobiota in de ontwikkeling van metabole ziekten doordat moeilijk biopten verzameld kunnen worden van de aangetaste organen. Bariatrische chirurgie biedt de unieke mogelijkheid om biopten te verkrijgen uit verschillende vetweefseldepots, de dunne darm, lever en zelfs bloed uit de poortader. Met behulp van een longitudinaal bariatrische chirurgie cohort, de zgn. BARIA-studie, is een systeembiologische benadering uitgevoerd om nieuwe paden in de pathogenese van obesitas, T2D en niet-alcoholische leververvetting (NAFLD) te identificeren. Deze nieuwe paden zouden een target kunnen zijn voor nieuwe toekomstige geneesmiddelenontwikkeling. Van 300 deelnemers zijn zowel de klinische als panomics data inmiddels geanalyseerd.
Obesitas
Meijnikman heeft geprobeerd om een darmmicrobiotasignatuur te ontrafelen voor obesitas, door middel van ‘whole genome shotgun sequencing’ van feces van mensen met een grote variatie in de body mass index (BMI). Het BMI van de personen varieerde van slank tot morbide obesitas. Uit deze analyses bleek dat een totaal van 52 fecale bacteriesoorten significant verschillend waren tussen mensen met en zonder obesitas. Ook bleek dat de samenstelling van de darmmicrobiota meer dan 50% van de variantie in klinische kenmerken van obesitas kon verklaren, zoals BMI, middelomtrek, HDL-cholesterol en triglyceriden.
NAFLD
Een metabole ziekte die steeds vaker voorkomt is de chronische leverziekte NAFLD. Naar schatting heeft één op de vier personen in de algemene bevolking NAFLD. Met interventiestudies hebben Meijnikman en zijn team kunnen aantonen dat bij patiënten met NAFLD de samenstelling en functionaliteit van de darmmicrobiota anders is.
Het beste voorbeeld daarvan is dat Meijnikman aantoonde dat darmbacteriën significante hoeveelheden ethanol kunnen produceren, wat relevant is voor de pathogenese en progressie van NAFLD. Bovendien toont een dubbelblind gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek aan dat fecale microbiota transplantatie (FMT) van slanke veganistische donoren positieve veranderingen teweegbrengt in de samenstelling van de darmmicrobiota, plasmametabolieten en de expressie van levergenen die betrokken zijn bij ontsteking en lipidenmetabolisme.
Type 2 diabetes
Ten slotte beschrijft Meijnikman het verband tussen insuline en senescence in de lever. Senescence in de lever treedt op voordat NAFLD is ontwikkeld door hoge concentraties van insuline. Ook blijkt perifere insulineresistentie sterk gecorreleerd met markers van cellulaire senescence in visceraal vetweefsel. Deze resultaten bevestigen eerdere studies die erop wijzen dat cellulaire senescence in vetweefsel een belangrijke rol kan spelen in een vroeg stadium van insulineresistentie.
Meijnikman, A. S. (2023). A panomics step to unravel the role of gut microbiota in metabolic disease, Amsterdam UMC
