De laatste jaren is de belangstelling voor onderzoek naar de orale microbiota als indicator voor de gezondheidstoestand enorm toegenomen. Er wordt steeds meer onderzoek gedaan op het gebied van de microbiologie, waardoor de conclusies die we kunnen trekken wetenschappelijk beter onderbouwd zijn.
Verschil tussen microbioom en microbiota.
Voordat we dieper ingaan op de materie, laten we eerst een veelgestelde vraag verduidelijken: is het microbioom hetzelfde als de microbiota, en wat is het verschil? Hoewel deze termen soms door elkaar worden gebruikt als synoniemen, zijn er wel degelijk verschillen in betekenis. Het microbioom is de verzameling van alle micro-organismen die van nature in ons lichaam en ons DNA leven. Het verwijst dus naar de verzameling genomen van alle micro-organismen in een bepaalde omgeving of ruimte: het menselijk lichaam, een oceaan, een substraat, een plant, enzovoort.
Aan de andere kant verwijst microbiota naar de verzameling micro-organismen (bacteriën, virussen en schimmels) die in een specifieke omgeving of ruimte voorkomen. Dit is meestal een deel van het menselijk lichaam (microbiota in de mond, darmen, huid, enz.), maar er is ook microbiota in de oceaan, op een substraat of in een plant, zoals we al eerder zeiden, zonder dat het genoom van deze micro-organismen specifiek wordt bestudeerd. De microbiota kan op verschillende manieren worden beschreven, bijvoorbeeld door observatie onder een microscoop of door analyse van het DNA van de micro-organismen die in die specifieke ruimte aanwezig zijn. Deze laatste methode gebruiken wij bij 24Genetics.
Functies van de orale microbiota
De microbiota speelt een fundamentele rol in de menselijke gezondheid. Sterker nog, in ons lichaam is het aantal prokaryotische cellen (bacteriën en archaea) groter dan het aantal menselijke cellen, goed voor ongeveer 3 kilo (circa 6.5 pond) van ons lichaam. De orale microbiota beschermt ons tegen ziekteverwekkers, helpt bij 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 wordt toegeschreven aan Elie Metchnikoff , een van Pasteurs leerlingen. Metchnikoff benadrukte de gunstige effecten van melkzuurfermenten op de darmmicrobiota (toen nog flora genoemd) en op ons organisme in het algemeen. Naar aanleiding van dit werk lanceerde hij het idee dat bacteriën die tot de darmflora behoren, verre van pathogeen te zijn, een essentiële rol spelen in onze gezondheid.
Microbiologische studies naar deze bacteriën hebben in de loop der tijd hun rol in verschillende aspecten van ons organisme aan het licht gebracht, met name in de opname van vitaminen en voedingsstoffen , en in het versterken van ons immuunsysteem.
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 begrippen eubiosis en dysbiose te onderscheiden. De term eubiosis beschrijft de normale en evenwichtige toestand van de microbiota , waarin deze voldoet aan de noodzakelijke voorwaarden om te profiteren van de positieve effecten ervan op onze gezondheid. De term dysbiose daarentegen verwijst naar een onevenwicht in de bacteriële samenstelling van een ecologische niche, vergeleken met het patroon dat als normaal en evenwichtig wordt beschouwd. Bij dysbiose kunnen sommige van de gunstige gezondheidseffecten tijdelijk of permanent verdwijnen.
Wat is de orale microbiota
De mondholte bevat de op één na grootste en meest diverse microflora van het lichaam, na de darmen, en herbergt meer dan 700 soorten bacteriën , waaronder 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 het aantal grampositieve bacteriën, zoals Streptococcus mutans en soorten van het geslacht Lactobacillus, die tandbederf kunnen veroorzaken. Bovendien zetten orale bacteriën 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 bevorderen. Hoewel het causale verband tussen de microbiota en de ontwikkeling van deze ziekten nog niet is aangetoond, is er wel een associatie gevonden. Zo zijn er bijvoorbeeld steeds meer aanwijzingen dat het orale microbioom de ontwikkeling en progressie van longkanker kan beïnvloeden. Er is waargenomen dat bepaalde micro-organismen in de orale microbiota via aspiratie of inhalatie naar de longen kunnen migreren, wat een chronische ontstekingsreactie in de longen kan 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 de ziekte van Alzheimer . Parodontitis is een chronische ontstekingsziekte die de weefsels rondom en ter ondersteuning van de tanden aantast. De ziekte wordt gekenmerkt door de ophoping van bacteriële plaque en ontsteking van het tandvlees, wat kan leiden tot botverlies en de vorming van parodontale pockets. Bij mensen met parodontitis zijn hogere niveaus van ontstekingsmarkers in het lichaam waargenomen, 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 wordt verondersteld dat deze bacteriën vanuit de mondholte naar de hersenen kunnen migreren, een ontstekingsreactie kunnen veroorzaken 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 test voor de mondmicrobiota gelanceerd , gebaseerd op de analyse van het genoom van micro-organismen in speeksel, waaronder bacteriën, virussen en schimmels. Naast inzicht in de samenstelling van uw mondmicrobiota, kunt u uw directe aanleg voor parodontitis en indirecte aanleg voor andere aandoeningen 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 darm en salud. Gastro-enterologie en hepatologie , 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 Geriatrics Society , 70 (9), 2695–2709. https://doi.org/10.1111/JGS.17978
Avila, M., Ojcius, DM, & Yilmaz, Ö. (2009). De orale microbiota: leven met een permanente 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 Alzheimerpatiënten: bewijs voor de oorzaak van de ziekte en behandeling met kleine moleculaire remmers. Science Advances , 5 (1). https://doi.org/10.1126/SCIADV.AAU3333
Esteban-Fernández, A., Zorraquín-Penía, 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, & Trevino, JG (2022). Het orale microbioom, alvleesklierkanker en menselijke diversiteit in het tijdperk van precisiegeneeskunde. Microbiome 2022 10:1 , 10 (1), 1–14. https://doi.org/10.1186/S40168-022-01262-7
Lasa, I., Pozo, JL del, Penadés, JR, en Leiva, J. (2005). Biofilms, bacteriën en infecties. Anales Del Sistema Sanitario de Navarra , 28 (2), 163–175. https://scielo.iscii.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., & Sun, H. (2022). Dagelijkse veranderingen van het orale microbioom bij patiënten met alcoholafhankelijkheid. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology , 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 Thoracic Disease , 11 (1), 280–291. https://doi.org/10.21037/JTD.2018.12.88
Radaic, A., & Kapila, YL (2021). Het oroom en de dysbiose ervan: nieuwe inzichten in de interacties tussen het orale microbioom en de gastheer. Computational and Structural Biotechnology 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 wisselwerking tussen voeding en het orale microbioom: de balans tussen voeding en ontsteking en de reactie van het immuunsysteem tijdens parodontitis. Nutrients , 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). Sigarettenroken en het orale microbioom in een groot onderzoek onder Amerikaanse volwassenen. The ISME Journal 2016 10:10 , 10 (10), 2435–2446. https://doi.org/10.1038/ismej.2016.37
