Niets zo veerkrachtig als een microbioom
Leestijd: 3 minuten
VEERKRACHT ECOSYSTEMEN
DOOR Hanny Roskamp
November 2018
What doesn’t kill them, makes them stronger, zou je over bacteriën kunnen zeggen. Daarom worden ze ingezet tegen tal van schadelijke stoffen, zoals bij bodemverontreinigingen. Toch zijn er ook aanslagen waar micro-organismen niet mee kunnen omgaan. “Daarom moet je er altijd een paar op de reservebank hebben zitten.”
Dieren, mensen én de grond waarop ze lopen hebben iets met elkaar gemeen. Ze zijn gastheer voor een bonte ‘dierentuin’ aan bacteriën en andere microscopische organismes. Bij mensen en dieren bevindt het grootste deel van het microbioom zich in de darmen (maar ook op de huid, in de neus of in de mond). In de bodem – en op andere plaatsen zoals in grond- en oppervlaktewater - zitten bacteriën verspreid door de ruimte. Hauke Smidt onderzoekt de veerkracht van deze populaties, als ze blootstaan aan bijvoorbeeld verontreiniging van de grond of antibiotica.
Onderzoekers bekijken wat wilde zwijnen en vleesvarkens eten en hoe dat van invloed is op hun microbioom. FOTO Hollandse Hoogte
Een ding is duidelijk: een microbioom (gemeenschap van verschillende bacteriën) is van nature zeer veerkrachtig. Smidt: “De meeste bacteriën groeien razendsnel en in groten getale, ze kunnen zich daardoor vlug aanpassen als de omstandigheden veranderen. Als bacteriën herhaaldelijk worden blootgesteld aan schadelijke stoffen bijvoorbeeld, gaat hun vermogen om ermee om te gaan omhoog.
Dat is een eigenschap die steeds vaker wordt ingezet bij schoonmaken van grond- en oppervlaktewater of verontreinigde bodems. En zelfs in een omgeving met veel plastics, zijn bacteriën gevonden die toch in staat zijn bepaalde plastics af te breken, ook al hebben we lang gedacht dat dit onmogelijk was.”
Veerkracht aangetast door antibiotica
Maar er zijn ook verstoringen waarbij de veerkracht van het microbioom tekortschiet, die het microbioom permanent aantasten. Het langdurig en grootschalig gebruik van antibiotica bijvoorbeeld, zoals 10 jaar geleden nog normaal was in de veeteelt, maar ook het incidenteel antibioticagebruik dat nog steeds plaatsvindt.
‘Met poeptransplantaties wordt geprobeerd de veerkracht van een sterk verstoord microbioom te herstellen’
Smidt kijkt op dit moment wat de gevolgen van dergelijke verstoringen zijn bij landbouwdieren. “Met name voor de gezondheid van het dier. Daarom kijken we niet alleen naar de invloed van antibiotica op het microbioom van landbouwhuisdieren, maar vergelijken we nu bijvoorbeeld ook wat wilde zwijnen en vleesvarkens eten en hoe dat van invloed is op hun microbioom. Verder onderzoeken we hoe we die kennis kunnen toepassen in de veehouderij. Dat is ook voor de gezondheid van mensen van belang: mens, dier en milieu vormen immers één ecosysteem. Hier wordt dan ook steeds meer rekening mee gehouden in zogenoemde One Health benaderingen.”
Voor een fit microbioom is de functionele diversiteit belangrijk; dat er bacteriën aanwezig zijn die uiteenlopende taken kunnen vervullen. FOTO Hollandse Hoogte
Ook voor de humane gezondheid is veerkracht van het microbioom essentieel. “De poeptransplantaties die door artsen worden toegepast zijn daarvan een voorbeeld. Daarbij wordt geprobeerd de veerkracht van een sterk verstoord microbioom te herstellen. Ook het ontwikkelen van speciale pre-, pro- en synbiotica die cruciaal zijn voor een gezond microbioom behoort tot de mogelijkheden.”
Bij poeptransplantaties wordt geprobeerd de veerkracht van een sterk verstoord microbioom te herstellen. ILLUSTRATIE Vector Mine/Shutterstock
Inmiddels is redelijk goed in kaart gebracht wat de kenmerken zijn van een fit en resilient (veerkrachtig) microbioom. Smidt: “Het belangrijkste is de functionele diversiteit. Dat er bacteriën aanwezig zijn die uiteenlopende taken kunnen vervullen. En dan ook nog van alle types meerdere soorten, zowel generalisten als specialisten.
Naam
Prof. dr. Hauke Smidt
Functie
Persoonlijk Hoogleraar Microbiële Ecologie
Resilience onderzoek
De veerkracht van microbiële ecosystemen
Team
Voor dit onderzoek werkt Hauke Smidt samen met een team van wetenschappers van de WUR, TU Delft en het Netherlands Centre for One Health
Belangrijk is dat als de één het loodje legt, de ander het kan overnemen, een soort ‘reservebank’, dus een microbioom dat zo biodivers mogelijk is. Natuurlijk zijn er weerbare soorten en minder weerbare soorten. En er zijn dominante soorten, waarvan er veel aanwezig zijn. Toch zijn ook de zeldzamere soorten nodig voor een gezond en weerbaar geheel.”
‘De communicatie tussen micro-organismen draagt bij aan hun reactievermogen’
Verder draagt de communicatie tussen micro-organismen bij aan hun ‘reactievermogen’. “Dat doen ze door het afscheiden van hormoonachtige stofjes (feromonen) maar ook door de producten van hun stofwisseling (metabolieten).”
Kennis over de veerkracht van microbiomen is niet alleen belangrijk voor de gezondheid van planten, dieren en mensen, ze is ook bruikbaar in de biotechnologie. Daar worden medicijnen of andere stoffen geproduceerd door specialistische bacteriën die speciaal zijn ‘opgeleid’ of gekweekt voor die taak. Meestal gaat het om één bacteriesoort, een monocultuur. Smidt “Inmiddels is gebleken dat die monoculturen kwetsbaar zijn, dus in de biotechnologie stapt men nu steeds meer over op mengculturen, die veerkrachtiger zijn en minder kwetsbaar.”