Veranderingen in het darmmicrobioom in longitudinaal onderzoek van zuigelingen gaan vooraf aan het begin van coeliakie

darm microbioom

Door een prospectieve langetermijnbenadering van de ontwikkeling van coeliakie te implementeren, heeft een samenwerkende groep onderzoekers substantiële microbiële veranderingen in de darmen van risicokinderen geïdentificeerd voordat de ziekte begon. Met behulp van geavanceerde technieken voor genomische sequencing hebben onderzoekers van MassGeneral Hospital for Children (MGHfC), samen met collega's van instellingen in Italië en de Universiteit van Maryland, College Park, duidelijke preklinische veranderingen ontdekt in verschillende soorten, routes en metabolieten bij kinderen die coeliakie ontwikkelden in vergelijking met risicokinderen die geen coeliakie ontwikkelden.

Als onderdeel van de MGHfC Celiac Disease, Genomic, Microbiome and Metabolomic (CDGEMM) Study, identificeerden onderzoekers veranderingen in de darmmicrobiomen (verzameling van micro-organismen) en metabolomen (moleculaire componenten van cellen en weefsels) van zuigelingen die maanden voor het begin van de coeliakie optraden. Veranderingen omvatten een "verhoogd aantal pro-inflammatoire soorten en verminderde abundanties van beschermende en anti-inflammatoire soorten op verschillende tijdstippen voorafgaand aan het begin van de ziekte", aldus het artikel van de groep gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences.

"In deze proof-of-concept-studie vergeleken we het darmmicrobioom van 10 baby's die coeliakie ontwikkelden met het darmmicrobioom van 10 baby's die geen auto-immuunziekte ontwikkelden", zegt Maureen Leonard, MD, hoofdauteur en klinisch directeur van het Centrum voor Onderzoek en Behandeling van Coeliakie bij MGHfC. “We vonden al 18 maanden voor het begin van de ziekte significante veranderingen in de darmmicroben, routes en metabolieten. Dit was veel eerder dan we hadden verwacht”, voegt Leonard toe.

In CDGEMM bestuderen onderzoekers in Italië, Spanje en de VS 500 baby's die genetisch risico lopen vanaf de geboorte tot de leeftijd van tien jaar, zodat ze veranderingen in de darmflora kunnen volgen voordat coeliakie zich ontwikkelt. CDGEMM-onderzoekers verzamelen sinds 2014 uitgebreide bloed- en fecale monsters en omvangrijke omgevingsgegevens over elke deelnemer. In deze studie gebruikten onderzoekers metagenomische analyse die hen in staat stelde de microbiële samenstelling te koppelen aan functie, waarbij veranderingen in paden werden benadrukt die verband houden met ofwel verhoogde ontstekingsprocessen of verminderde ontsteking. "Deze studie toont de kracht aan van next-generation sequencing in combinatie met bio-informatica om deze belangrijke veranderingen te detecteren", zegt co-auteur Rita Colwell, Ph.D., van het Institute of Advanced Computer Studies, University of Maryland, College Park.

"We hadden een longitudinaal geboortecohortonderzoek nodig van deze risicokinderen om microbioomonderzoek te verplaatsen van associatieve observaties naar meer oorzakelijke studies", zegt senior auteur Alessio Fasano, MD, directeur van het Center for Coeliakie Research and Treatment bij MGHfC. "Deze aanpak zal ons helpen om nieuwe strategieën te ontwikkelen voor de diagnose en behandeling van een verscheidenheid aan aandoeningen waarbij het microbioom een ​​pathogene rol zou kunnen spelen", voegt Fasano toe.

Hij suggereert dat deze bevindingen, indien bevestigd door grotere datasets, specifieke therapeutische doelen kunnen vertegenwoordigen voor het onderscheppen van ziekten en mogelijke preventie van het ontstaan ​​van coeliakie door manipulatie van het microbioom tijdens de preklinische fase. "Met deze bevindingen verwachten we dat we maanden voor het begin van de ziekte kunnen onderscheiden wie gezond blijft en wie coeliakie krijgt", voegt Fasano toe.