Maak kennis met het mycobioom

Tot voor kort werd gedacht dat het microbioom uitsluitend bestond uit bacteriën. Maar er leven nog meer organismen in onze darm, die minstens zo interessant zijn: schimmels en gisten. Dit zogenaamde ‘mycobioom’ speelt een integrale rol binnen onze gezondheid. We laten u er graag kennis mee maken.

De schimmelpopulatie in onze darmen heeft tot op heden minder aandacht gekregen in onderzoeken dan de bacteriepopulatie. De onderzoekstechnieken zijn inmiddels echter zo verfijnd, dat naast bacteriën nu ook andere micro-organismen zichtbaar kunnen worden gemaakt, waaronder schimmels en gisten. Het is daardoor duidelijk geworden dat het mycobioom als onderdeel van het microbioom een integrale rol speelt in de fysiologie en pathologie van de mens. Zo blijkt het invloed te hebben op de modulatie van de immuunrespons van de gastheer, ziekteprogressie, het behoud van microbiële populatiestructuren en het metabool functioneren van de gastheer. 

Mycobioom in de darm

Moleculaire studies van het darmmycobioom hebben aangetoond dat gezonde ontlasting generieke schimmels bevat die voornamelijk behoren tot de schimmels Ascomycota of Basidiomycota. Voorts rapporteren deze studies een rijke en diverse schimmelgemeenschap binnen het maagdarmkanaal van gezonde individuen die wordt overheerst door Candida, Saccharomyces, Trichosporon en Cladosporium. In 2016 werd de rol van het darmmycobioom bij obesitas onderzocht en werd aangetoond dat de specifieke samenstelling van het mycobioom anders is bij obese dan bij niet-obese personen.  Eerder werden er bij onderzoek al interacties tussen voeding en het darmmycobioom gevonden. Een gezond darmmycobioom blijkt te worden overheerst door Candida en Saccharomyces. Van bijzonder belang hierbij waren de positieve associaties van Candida met een koolhydraatrijk dieet, en het gelijktijdig voorkomen ervan met bepaalde bacteriële (Prevotella en Rumminococcus) en archaeale geslachten (Methanobrevibacter). Er zijn dus aanwijzingen voor de rol van schimmel-bacteriële interacties in het gastmetabolisme. Bovendien oefent het gastheermetabolisme omgekeerd ook invloed uit op de homeostase van schimmels en bacteriën, door onder meer de productie van metabolieten.

Het orale mycobioom

Net zoals bij de bacteriële flora, is de aanwezigheid van schimmelpopulaties bij de mens niet beperkt tot de darm. In 2010 werd door een onderzoeksgroep het concept van een "gezond oraal kern-mycobioom" geïntroduceerd. Allereerst werd bij 20 volwassenen het orale mycobioom in kaart gebracht. Hoewel het exacte aantal schimmelsoorten in de mondholte bij de deelnemers varieerde tussen 5 tot 39 soorten, werd een kernreeks van geslachten geïdentificeerd die bij meer dan 20 procent van de deelnemers voorkwam: Candida (75%); Cladiosporium (60%); Aureobasidium (50%); Aspergillus (35%); Fusarim (30%), en Cryptococcus (20%). Hoewel duidelijk is dat er zoiets als een gezonde kern van het oraal mycobioom bestaat, is de specifieke aanwezigheid en diversiteit van schimmeltaxa sterk individueel bepaald.

Schimmel-bacterie interactie

De bacteriële en mycobiotische onderdelen van het microbioom leven niet in isolatie van elkaar. Schimmels en bacteriën kunnen op meerdere niveaus interageren. Deze interacties kunnen agonistisch of antagonistisch zijn. De meest bestudeerde schimmel-bacterie-interacties zijn die tussen C. albicans en Pseudomonas aeruginosa als gevolg van hun gezamenlijk voorkomen en de medische betekenis daarvan in taaislijmziekte en bij brandwonden. In dit systeem vertonen deze twee opportunistische pathogenen een antagonistische relatie. De best gedocumenteerde agonistische schimmel-bacteriële interacties komen voor in de mondholte tijdens de vorming van tandplak, waarbij streptokokken zich binden aan C. albicans en zodoende een biofilm vormen. Schimmels interageren overigens ook met elkaar.

Interacties tussen gastheer en schimmel

Interacties tussen gastheer en schimmel zijn tweeërlei: immuun en niet-immuun. De immuunreactie volgt uit blootstelling van mucosaal epitheliaal weefsel aan ziekteveroorzakende schimmels. Epitheliale cellen hebben meerdere mechanismen ontwikkeld om zich te verdedigen tegen kolonisatie en invasie door schimmelsoorten zoals Candida. 
Het samenspel tussen mucosale epitheelweefsels en immuuncellen is de sleutel voor de controle en oplossing van schimmelinfecties. Hierbij spelen onder meer aangeboren T-cellen, neutrofielen en andere fagocyten een rol. Epitheliale weefsels geven tijdens een Candida-invasie cytokinen, defensinen en alarminen af die samenwerken om de proliferatie van schimmels te beperken en immune effectorcellen te rekruteren. De aangeboren T-cel / IL-17-as en rekrutering van neutrofielen zijn van cruciaal belang bij het beheersen van slijmvlies-schimmelinfecties.

Training van het immuunsysteem

Naast immuunreacties, lokken schimmels ook reacties uit die niet direct het immuunsysteem activeren. Een daarvan is "training" van het aangeboren immuunsysteem. Met name β-glucanen – complexe vezels uit onder meer medicinale paddenstoelen – spelen daarbij een rol. Ze verhogen onder meer de productie van IFN-γ, dat een belangrijke rol speelt bij de immuniteit tegen virale en bacteriële infecties.
Naast IFN-γ worden macrofagen en neutrofielen gestimuleerd, cellen die tot de eerstelijns verdediging van het immuunsysteem behoren. Zij kunnen bacteriën, virussen en andere pathogenen via fagocytose onschadelijk maken. Daarnaast produceren ze belangrijke cytokines, zoals IL-1, IL-6 en TNF-α, die aan de basis staan van een kettingreactie die ook het humorale immuunsysteem in gang kan zetten. Blootstelling van macrofagen aan β-glucanen resulteert uiteindelijk in epigenetische veranderingen die leiden tot een sterkere reactie op een latere infectie met levende schimmels. De aanwezigheid van een “getraind” mycobioom kan dus resulteren in sterkere beschermende reactie op microben. 

Resumé

Het mycobioom en de microbiota beïnvloeden elkaar en het immuunsysteem. Zo ontstaat er een cirkel van wederzijdse beïnvloeding, waarin alle onderdelen een wezenlijke rol vervullen en gezamenlijk invloed uitoefenen op gezondheid en ziekte van de gastheer. Bovendien worden alle onderdelen van het microbioom beïnvloed door de gastheer zelf. Zo ontstaat en zeer complex systeem van wederzijdse interactie met enorme implicaties voor de gastheer, waarvan de bestudering nog in de kinderschoenen staat. Uiteraard volgen we deze fascinerende wetenschappelijke ontwikkelingen voor u op de voet!

Bronnen

Witherden E.A., The Human Mucosal Mycobiome and Fungal Community InteractionsVerma A., Gaffen S.L., Swidergall M. Innate Immunity to Mucosal Candida Infections. J Fungi (Basel). 2017 Oct 31;3(4)