In de darmen van baby’s blijkt het werkelijk te krioelen van (onbekende) virussen. In totaal troffen onderzoekers in de geïnspecteerde ontlasting maar liefst 10.000 (!) virussoorten aan.
Virussen worden meestal geassocieerd met ziekte. Maar ons lichaam zit vol met zowel bacteriën als virussen die zich voortdurend vermenigvuldigen en met elkaar in wisselwerking staan. Hoewel we al tientallen jaren weten dat darmbacteriën bij jonge kinderen van vitaal belang zijn om hen later in het leven te beschermen tegen chronische ziekten, is onze kennis over de vele virussen die daar worden aangetroffen minimaal. En dus besloten onderzoekers de vieze poepluiers van 647 Deense eenjarige baby’s aan een nadere inspectie te onderwerpen. Alles voor de wetenschap.
Duizenden krioelende virussen
Het team komt tot de ontdekking dat het in de darmen van baby’s wemelt van de virussen. In totaal brachten de onderzoekers maar liefst 10.000 virussoorten in kaart – een aantal dat tien keer zo groot is als het aantal bacteriesoorten bij diezelfde kinderen. Deze virussoorten zijn verdeeld over 248 verschillende virusfamilies, waarvan er voorheen slechts 16 bekend waren.
Onbekende virussen
Het betekent dat de baby’s niet alleen heel veel virussen herbergen, maar dat ze ook heel veel onbekende exemplaren meedragen. “We vonden een uitzonderlijk aantal onbekende virussen in de ontlasting van deze baby’s,” vertelt onderzoeker Dennis Sandris Nielsen. “Niet alleen ontdekten we duizenden nieuwe virussoorten, tot onze verbazing vertegenwoordigen ze meer dan 200 families van nog te beschrijven virussen.” Dit grote aantal komt als een verrassing. “Het duidt erop dat mensen al vanaf heel vroeg in hun leven over een extreme diversiteit aan darmvirussen beschikken, die waarschijnlijk een grote invloed hebben op het al dan niet ontwikkelen van verschillende ziekten op latere leeftijd,” aldus Nielsen.
Chronische ziekten
Inderdaad, want de onderzoekers vermoeden dat de aangetroffen virussen een belangrijke rol spelen bij de bescherming van kinderen tegen chronische ziekten. “De studie biedt een geheel nieuwe basis voor het blootleggen van het belang van virussen voor de ontwikkeling van ons microbioom en immuunsysteem,” zegt onderzoeker Shiraz Shah. “Onze hypothese is dat – omdat het immuunsysteem op eenjarige leeftijd nog niet heeft geleerd het kaf van het koren te scheiden – er een buitengewoon hoge soortenrijkdom van darmvirussen ontstaat. Die is waarschijnlijk nodig om later in het leven goed te kunnen beschermen tegen chronische ziekten zoals astma en diabetes.”
Bacteriofagen
Negentig procent van de virussen die de onderzoekers vonden, zijn bacteriële virussen, ook wel bacteriofagen genoemd (zie kader). Deze virussen infecteren bacteriën maar vallen de eigen cellen van de kinderen niet aan, wat betekent dat ze geen ziekte veroorzaken. De onderzoekers vermoeden dat bacteriofagen vooral dienen als bondgenoten. “We gaan ervan uit dat bacteriofagen grotendeels verantwoordelijk zijn voor het vormgeven van bacteriegemeenschappen in ons darmstelsel,” legt Nielsen uit. “Sommige bacteriofagen kunnen een door hen geïnfecteerde bacterie bepaalde eigenschappen geven die ‘m competitiever maken. Dit doen ze door hun eigen genoom te integreren in het genoom van de bacterie. Wanneer dit gebeurt, kan een bacteriofaag vervolgens het vermogen van een bacterie vergroten om bijvoorbeeld verschillende koolhydraten te absorberen, waardoor het metabolisme van de bacterie verbetert. Het lijkt er bovendien ook op dat bacteriofagen helpen het darmmicrobioom in balans te houden door afzonderlijke bacteriepopulaties in toom te houden. Dit zorgt ervoor dat er niet te veel van één enkele soort voorkomt. Het lijkt een beetje op het evenwicht tussen leeuwen en gazelles op de savanne.”
Er bestaan twee soorten bacteriofagen. Virulente bacteriofagen nemen de bacterie als het ware over en laten er 30 tot 100 nieuwe virusdeeltjes in achter. Hierna explodeert de bacteriecel van binnenuit en ontsnappen de nieuwe virusdeeltjes, die zich vervolgens in de omgeving verspreiden. Virulente bacteriofagen helpen het darmecosysteem in balans te houden. Daarnaast bestaan er nog zogenaamde gematigde bacteriofagen. Deze kunnen zich voortplanten door hun genetisch materiaal te integreren in het genoom van de bacteriecel van de gastheer. Als de cel zich deelt, doet de bacteriofaag dat ook. Gematigde bacteriofagen helpen bij het overbrengen van nieuwe genen naar de bacterie, zodat deze competitiever wordt. Er zijn onderzoeken die suggereren dat een onbalans in het aantal gematigde bacteriofagen verband houdt met verschillende aandoeningen, waaronder ontstekingen van het maagdarmkanaal.
De resterende tien procent van de virussen die in de poepluiers werd aangetroffen, zijn eukaryoot. Dat wil zeggen dat ze menselijke cellen als gastheer gebruiken. Dit kunnen zowel vrienden als vijanden voor ons zijn. “Het stemt tot nadenken dat alle kinderen rondlopen met 10 tot 20 van dit virustype dat menselijke cellen infecteert,” stelt Nielsen. “Er vindt dus een constante virale infectie plaats, waar ze blijkbaar niet ziek van worden. We weten gewoon heel weinig over wat er echt speelt. Ik vermoed dat ze belangrijk zijn om ons immuunsysteem te trainen om later infecties te herkennen. Maar het kan ook zijn dat ze een risicofactor zijn voor ziekten die we nog moeten ontdekken.”
Waar komen ze vandaan?
Een prangende vraag is hoe en waar de eenjarigen de vele ontdekte virussen hebben opgedaan. Het beste antwoord dat de onderzoekers nu kunnen geven, is uit de omgeving. “Onze darmen zijn steriel tot we geboren worden,” licht Nielsen toe. “Tijdens de geboorte worden we blootgesteld aan de bacteriën van onze moeder. Het is waarschijnlijk dat sommige van de eerste virussen samen met deze eerste bacteriën meekomen, terwijl vele andere later via vuile vingers worden geïntroduceerd. Ook denken we dat huisdieren en vuil dat kinderen in hun mond stoppen, een rol spelen.”
De studie is een belangrijke stap voorwaarts. Het is namelijk voor het eerst dat er zo’n systematisch overzicht van de diversiteit van darmvirussen is samengesteld. Er valt echter nog veel te leren. “Vroeger concentreerden wetenschappers zich vooral op de rol van bacteriën in relatie tot gezondheid en ziekte,” zegt Shah. “Virussen zijn het vijfde wiel aan de wagen, waar we nog veel over moeten leren. Virussen, bacteriën en het immuunsysteem werken hoogstwaarschijnlijk samen en beïnvloeden elkaar. Elke onbalans in deze relatie verhoogt vermoedelijk het risico op chronische ziekten. Als we dus meer te weten komen over de rol die bacteriën en virussen spelen in een goed werkend immuunsysteem, kan dat er hopelijk toe leiden dat veel chronische ziekten, die tegenwoordig zoveel mensen treffen, voorkomen kunnen worden.”
