De laatste jaren is de belangstelling voor de studie van de orale microbiota als indicator van de gezondheidstoestand is enorm toegenomen. Er wordt steeds meer onderzoek gedaan op het gebied van de microbiologie en daardoor zijn de conclusies die we kunnen trekken steeds wetenschappelijker onderbouwd.
Verschil tussen microbioom en microbiota.
Voordat we dieper ingaan, laten we een veelgestelde vraag verduidelijken: is het microbioom hetzelfde als de microbiota, en waarin verschillen ze? Hoewel we deze termen soms als synoniemen kunnen zien, zijn er verschillen in hun betekenis. Het microbioom is de verzameling van alle micro-organismen die van nature ons lichaam en zijn DNA bewonen, dwz het verwijst naar de verzameling genomen van alle micro-organismen in de omgeving of specifieke ruimte: het menselijk lichaam, een oceaan, een substraat, een plant...
Daarnaast is microbiota verwijst naar het geheel van micro-organismen (bacteriën, virussen en schimmels) die worden aangetroffen in een specifieke omgeving of ruimte, die meestal deel uitmaakt van het menselijk lichaam (mond-, darm-, huidmicrobiota...), maar er is microbiota in een oceaan, een substraat of een plant, zoals we al eerder zeiden, maar zonder specifiek het genoom van deze micro-organismen te bestuderen. De microbiota kan op verschillende manieren worden beschreven, bijvoorbeeld door observatie door een microscoop, of door analyse van het DNA van de micro-organismen die in die specifieke ruimte aanwezig zijn, de methodiek die we bij 24Genetics gebruiken.
Functies van de orale microbiota
De microbiota speelt een fundamentele rol in de gezondheid van de mens, in feite is het aantal prokaryote cellen (bacteriën en archaea) in ons lichaam groter dan het aantal menselijke cellen, goed voor ongeveer 3 kilo (ongeveer 6.5 pond) van ons lichaam. De orale microbiota beschermt ons tegen ziekteverwekkers, helpt de ontwikkeling van ons immuunsysteem en vergemakkelijkt de vertering van voedsel om energie te produceren.
De impact van bacteriën op ons lichaam
Begin jaren negentig dacht men in de academische wereld dat het bepalen van de sequentie van het menselijk genoom voldoende zou zijn om de basis van gezondheid en ziekte te begrijpen. De analyse van het menselijk genoom was echter slechts een inleiding tot de genetische samenstelling van ons organisme. Mensen en hun commensale micro-organismen zijn de afgelopen twee miljoen jaar samen geëvolueerd en van elkaar afhankelijk geworden (Avila et al., 1990).
De studie van de microbiota dateert uit het begin van de 20e eeuw en het ontstaan ervan wordt toegeschreven aan Elie Metchnikoff, een van de studenten van Pasteur. Metchnikoff benadrukte de gunstige effecten van melkzuurfermenten op de darmmicrobiota (toen nog flora genoemd) en op ons organisme in het algemeen. Als resultaat van dit werk lanceerde hij het idee dat bacteriën die behoren tot de darmflora, verre van pathogeen te zijn, een essentiële rol spelen in onze gezondheid.
In de loop van de tijd hebben microbiologische studies gericht op deze bacteriën hun rol in verschillende aspecten van ons organisme onthuld, vooral bij de opname van vitamines en voedingsstoffen, evenals bij het versterken van onze immuniteit.
Sinds 2006 hebben wetenschappelijke en technologische vorderingen op het gebied van high-throughput sequencing wetenschappers in staat gesteld het bacteriële genoom van onze microbiota te ontcijferen, zowel in de darm als in andere delen van het lichaam. Dankzij dit proces zijn de eigenschappen van talloze voorheen onbekende bacteriesoorten ontdekt en geanalyseerd, aangezien de meeste niet in vitro kunnen worden gekweekt.
Deze vorderingen hebben geleid tot twee belangrijke ontdekkingen. Ten eerste is aangetoond dat elk individu zijn of haar eigen unieke microbiota bezit, hoewel er een constante verspreiding van bacteriesoorten is die bij alle gezonde individuen wordt aangetroffen en een gemeenschappelijke basis vormt. Ten tweede is waargenomen dat er verschillen zijn tussen de microbiota van gezonde en zieke individuen, zowel in de diversiteit van de microbiota als in de organismen die erin voorkomen en hun verhoudingen (Alvarez et al., 2021).
Verschil tussen eubiose en dysbiose
Bij de studie van de microbiota is het belangrijk om de concepten eubiose en dysbiose in overweging te nemen. De voorwaarde eubiose wordt gebruikt om de normale en evenwichtige toestand van de microbiota te beschrijven, zodat het aan de nodige eisen voldoet om te profiteren van de positieve effecten op onze gezondheid. Aan de andere kant, de term dysbiose wordt gebruikt om te verwijzen naar een onbalans in de bacterie samenstelling van een ecologische niche in vergelijking met het patroon dat als normaal en evenwichtig wordt beschouwd. Bij dysbiose kunnen enkele van de gunstige gezondheidseffecten tijdelijk of permanent verdwijnen.
Wat is de orale microbiota
De mondholte bevat de op één na grootste en meest diverse microbiota in het lichaam, op de darm na, en herbergt meer dan 700 soorten bacteriën, inclusief commensale, symbiotische en pathogene soorten.
De orale microbiota wordt aangetroffen in het speeksel op het oppervlak van het tandvlees en de tanden, waardoor biofilms worden gevormd. Biofilms zijn complexe, gestructureerde bacteriegemeenschappen die zich hechten aan een oppervlak en zijn omhuld door een extracellulaire matrix die door de bacteriën zelf wordt geproduceerd. Deze bacteriegemeenschappen vormen een soort "thuis" waar ze kunnen interageren en elkaar kunnen beschermen, waardoor een structuur ontstaat die bestand is tegen aanvallen van buitenaf (Lasa et al., 2005).
Een groot aantal onderzoeken heeft aangetoond dat de microbiota van de mond bij gezonde personen stabiel blijft en meestal niet pathogeen is. Onder bepaalde omstandigheden kunnen bepaalde bacteriën echter destructief worden en leiden tot de ontwikkeling van orale ziekten zoals parodontitis, en zelfs de gezondheid op systemisch niveau aantasten.
De orale microbiota kan worden ingedeeld in:
- Kern microbiota (gemeenschappelijk voor iedereen): verwijst naar bacteriesoorten die consistent aanwezig zijn in alle individuen.
- Variabele microbiota (verschillend tussen individuen): verwijst naar bacteriesoorten die variëren tussen individuen als reactie op hun levensstijl, fenotype en genotype.
Welke factoren veranderen de orale microbiota?
De orale microbiota kan worden veranderd door endogene factoren, zoals genetica, leeftijd en afkomst, en exogene factoren, zoals roken, voeding, alcoholgebruik, antibiotica of zwangerschap. Dit kan het bacteriële evenwicht verstoren, wat leidt tot infectieziekten in de mondholte, zoals cariës of parodontitis (Figuur 1).
Figuur 1. Menselijke diversiteit bepaalt de samenstelling van het orale microbioom. Genetica, etniciteit, sociaaleconomische status (door de invloed ervan op voeding en alcoholgebruik), roken en leeftijd beïnvloeden de samenstelling van het orale microbioom van een individu. Bron: (Herremans et al., 2022).
Daarom zijn voeding, roken en alcoholgebruik de factoren die de microbiota beïnvloeden en die we kunnen beheersen.
In termen van voeding bevordert een hoge consumptie van suikers de groei van acidogene bacteriën, dwz bacteriën die melkzuur produceren als gevolg van suikerfermentatie. Deze bacteriën omvatten zowel bacteriën die rechtstreeks tot cariës leiden als bacteriën die de noodzakelijke omgeving creëren voor secundaire invasieve bacteriën om cariës te veroorzaken. Aan de andere kant helpt een dieet rijk aan vezels en zuivelproducten om een evenwichtige microbiota te behouden (Santonocito et al., 2022).
Alcoholgebruik verhoogt grampositieve bacteriën, zoals Streptococcus mutans en soorten van het geslacht Lactobacillus, die tandcariës kunnen veroorzaken. Bovendien zetten mondbacteriën ethanol om in acetaldehyde, een kankerverwekkende stof (Li et al., 2022).
Matige consumptie van rode wijn kan echter de mondgezondheid verbeteren, aangezien het een mengsel van organische zuren bevat, die actief zijn tegen orale streptokokken die verantwoordelijk zijn voor cariës (Esteban-Fernandez et al., 2018).
Tabak heeft op zijn beurt een grote invloed op de orale microbiota, aangezien het de zuurgraad van speeksel verhoogt, zuurstof in de mondholte vermindert, het hechtingsvermogen van orale bacteriën beïnvloedt en het immuunsysteem van de gastheer verzwakt. Bovendien bevatten sigaren een groot aantal verschillende bacteriën, waarvan sommige, zoals soorten van het geslacht Bacillus en soorten van Clostridium, het rookproces kunnen overleven en de mondholte kunnen koloniseren (Wu et al., 2016).
Orale microbiota en mondgezondheid.
Een gezonde orale microbiota helpt de overmatige groei van schadelijke bacteriën te voorkomen, aangezien nuttige bacteriën concurreren met pathogene bacteriën om beschikbare middelen en ruimte. Deze nuttige bacteriën kunnen ook antimicrobiële stoffen produceren die helpen een gezond mondmilieu te behouden. Onder de soorten bacteriën die als heilzaam worden beschouwd, omdat ze ontstekingsremmende eigenschappen hebben, zijn Haemophilus en Neisseria.
Aan de andere kant kunnen onevenwichtigheden in de orale microbiota leiden tot orale ziekten zoals cariës en parodontitis. Cariës wordt veroorzaakt door de productie van zuren door bacteriën die voedselresten afbreken en tandplak vormen, wat het tandglazuur aantast. Parodontitis daarentegen wordt gekenmerkt door ontsteking van het tandvlees en beschadiging van het steunweefsel van de tanden, door de aanwezigheid van pathogene bacteriën in tandplak zoals “Porphyromonas gingivalis”.
Bovendien is de afgelopen jaren de invloed van orale microbiota op orale kanker via verschillende mechanismen aangetoond (Figuur 2):
- Orale infecties en dysbiose zijn verantwoordelijk voor het bevorderen van een pro-inflammatoire micro-omgeving, waarin inflammatoire cytokines en matrixmetalloproteïnasen de ontwikkeling en progressie van tumoren bevorderen.
- Bacteriën in de mondholte produceren reactieve zuurstof- en stikstofspecies evenals oncogene metabolieten (bijv. nitrosaminen) om genetische schade in orale mucosale cellen te veroorzaken.
- Orale dysbiose leidt tot veranderde epitheliale barrières, die het mondslijmvlies vatbaar maken voor de ontwikkeling van chronische precancereuze laesies.
- Ten slotte is orale dysbiose verantwoordelijk voor verschillende epigenetische veranderingen die tumorontwikkeling bevorderen (bijv. wijziging van onco-miRNA's of DNA-methyleringsverschijnselen).
Figuur 2. Mechanismen waardoor orale dysbiose kan leiden tot mondkanker. Bron: (Radaic & Kapila, 2021)
Orale microbiota en systemische ziekten
Aan de andere kant kan de orale microbiota de ontwikkeling van systemische ziekten zoals alvleesklierkanker of longkanker. Hoewel de oorzakelijkheid van de microbiota bij de ontwikkeling van deze ziekten niet is aangetoond, is er wel een verband aangetoond en bijvoorbeeld bij longkanker zijn er steeds meer aanwijzingen dat het orale microbioom de ontwikkeling en progressie van deze ziekte zou kunnen beïnvloeden. Er is waargenomen dat bepaalde micro-organismen in de orale microbiota door aspiratie of inademing naar de longen kunnen migreren, wat een chronische ontstekingsreactie in de longen zou kunnen veroorzaken. Deze chronische ontsteking kan op zijn beurt bijdragen aan de ontwikkeling van reeds bestaande aandoeningen die het risico op longkanker verhogen, zoals chronische obstructieve longziekte (COPD) of chronische bronchitis (Maddi et al., 2019).
Ten slotte zijn er steeds meer aanwijzingen voor een verband tussen parodontitis, met een duidelijke invloed van het orale microbioom, en systemische ziekten zoals Ziekte van Alzheimer, onder andere. Parodontitis is een chronische ontstekingsziekte die de weefsels aantast die de tanden omringen en ondersteunen. Het wordt gekenmerkt door de opeenhoping van bacteriële plaque en ontsteking van het tandvlees, wat kan leiden tot botverlies en de vorming van parodontale pockets. Er is waargenomen dat mensen met parodontitis hogere niveaus van ontstekingsmarkers in het lichaam hebben, wat suggereert dat de chronische ontsteking die gepaard gaat met parodontitis een rol kan spelen bij de ontwikkeling en progressie van de ziekte van Alzheimer. Bovendien zijn specifieke parodontale bacteriën geïdentificeerd in de hersenen van patiënten met deze ziekte. Er is een theorie dat deze bacteriën van de mondholte naar de hersenen kunnen reizen, een ontstekingsreactie teweegbrengen en bijdragen aan de neuronale schade die kenmerkend is voor de ziekte van Alzheimer (Asher et al., 2022; Dominy et al., 2019).
Orale microbiota en 24Genetics
Bij 24Genetics hebben we een orale microbiota-test, gebaseerd op de analyse van het genoom van micro-organismen die aanwezig zijn in speeksel, waaronder bacteriën, virussen en schimmels. Naast het kennen van de samenstelling van uw orale microbiota, kunt u uw directe aanleg voor parodontitis en indirecte aanleg voor andere pathologieën ontdekken. Klik hier voor meer informatie over onze nieuwe test.
Bibliografie
Álvarez, J., Fernández Real, JM, Guarner, F., Gueimonde, M., Rodríguez, JM, Saenz de Pipaon, M., & Sanz, Y. (2021). Microbiota intestinale y salud. Gastro-enterología en Hepatología, 44(7), 519–535. https://doi.org/10.1016/J.GASTROHEP.2021.01.009
Asher, S., Stephen, R., Mäntylä, P., Suominen, AL, & Solomon, A. (2022). Parodontale gezondheid, cognitieve achteruitgang en dementie: een systematische review en meta-analyse van longitudinale studies. Journal of the American Society Geriatrie, 70(9), 2695–2709. https://doi.org/10.1111/JGS.17978
Avila, M., Ojcius, DM, & Yilmaz, Ö. (2009). De orale microbiota: leven met een vaste gast. Https://Home.Liebertpub.Com/DNA, 28(8), 405–411. https://doi.org/10.1089/DNA.2009.0874
Dominy, SS, Lynch, C., Ermini, F., Benedyk, M., Marczyk, A., Konradi, A., Nguyen, M., Haditsch, U., Raha, D., Griffin, C., Holsinger , LJ, Arastu-Kapur, S., Kaba, S., Lee, A., Ryder, MI, Potempa, B., Mydel, P., Hellvard, A., Adamowicz, K., … Potempa, J. ( 2019). Porphyromonas gingivalis in de hersenen van de ziekte van Alzheimer: bewijs voor ziekteveroorzaking en behandeling met kleinmoleculaire remmers. Wetenschap Advances, 5(1). https://doi.org/10.1126/SCIADV.AAU3333
Esteban-Fernández, A., Zorraquín-PenÌa, I., Ferrer, MD, Mira, A., Bartolomé, B., González De Llano, D., & Victoria Moreno-Arribas, M. (2018). Remming van de hechting van orale pathogenen aan menselijke gingivale fibroblasten door wijnpolyfenolen alleen en in combinatie met een oraal probioticum. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 66(9), 2071–2082. https://doi.org/10.1021/ACS.JAFC.7B05466/ASSET/IMAGES/LARGE/JF-2017-05466N_0003.JPEG
Herremans, KM, Riner, AN, Cameron, ME, McKinley, KL, Triplett, EW, Hughes, SJ en Trevino, JG (2022). Het orale microbioom, alvleesklierkanker en menselijke diversiteit in het tijdperk van precisiegeneeskunde. Microbioom 2022 10:1, 10(1), 1–14. https://doi.org/10.1186/S40168-022-01262-7
Lasa, I., Pozo, JL del, Penadés, JR, & Leiva, J. (2005). Biofilms bacteriën en infectie. Anales Del Sistema Sanitario de Navarra, 28(2), 163–175. https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272005000300002&lng=es&nrm=iso&tlng=es
Li, X., Zhao, K., Chen, J., Ni, Z., Yu, Z., Hu, L., Qin, Y., Zhao, J., Peng, W., Lu, L., Gao, X., & Zon, H. (2022). Dagelijkse veranderingen van het orale microbioom bij patiënten met alcoholafhankelijkheid. Grenzen in cellulaire en infectie-microbiologie, 12, 1068908. https://doi.org/10.3389/FCIMB.2022.1068908/BIBTEX
Maddi, A., Sabharwal, A., Violante, T., Manuballa, S., Genco, R., Patnaik, S., & Yendamuri, S. (2019). Het microbioom en longkanker. Journal of thoracale ziekte, 11(1), 280–291. https://doi.org/10.21037/JTD.2018.12.88
Radaic, A., & Kapila, YL (2021). Het oraaloom en zijn dysbiose: nieuwe inzichten in interacties tussen oraal microbioom en gastheer. Computationele en structurele biotechnologie Journal, 19, 1335-1360. https://doi.org/10.1016/J.CSBJ.2021.02.010
Santonocito, S., Giudice, A., Polizzi, A., Troiano, G., Merlo, EM, Sclafani, R., Grosso, G., & Isola, G. (2022). Een cross-talk tussen voeding en het orale microbioom: balans van voeding op ontsteking en reactie van het immuunsysteem tijdens parodontitis. Voedingsstoffen, 14(12). https://doi.org/10.3390/NU14122426
Wu, J., Peters, BA, Dominianni, C., Zhang, Y., Pei, Z., Yang, L., Ma, Y., Purdue, MP, Jacobs, EJ, Gapstur, SM, Li, H. , Alekseyenko, AV, Hayes, RB, & Ahn, J. (2016). Het roken van sigaretten en het orale microbioom in een groot onderzoek onder Amerikaanse volwassenen. Het ISME-journaal 2016 10:10, 10(10), 2435–2446. https://doi.org/10.1038/ismej.2016.37
