De darmflora van mensen met een verhoogd risico op het ontwikkelen van ontstekingsziekten van de darm (inflammatory bowel disease ofwel IBD) vertoont IBD-achtige kenmerken. De aanwezigheid van dergelijke kenmerken kan voorafgaan aan de ontwikkeling van IBD. Dit blijkt uit onderzoek naar de darmflora bij tweelingen waarvan beiden IBD hebben of één IBD heeft en de ander niet. De studie is gecoördineerd door het UMC Utrecht en uitgevoerd in samenwerking met UMC Groningen, het Nederlands Tweelingenregister en een consortium van Nederlandse IBD-centra.

In de loop der jaren is er steeds meer onderzoek verschenen die een verband tussen de darmflora (ook wel darmmicrobioom genoemd) en IBD (zoals ziekte van Crohn en colitis ulcerosa) ondersteunt. Deze studies hebben verschillen gevonden in de darmflora van IBD-patiënten in vergelijking met mensen zonder IBD. Het is echter onduidelijk of deze veranderingen in de darmflora oorzaak of gevolg zijn van de ontsteking. In eerdere studies vond men dat de gezonde helft van een tweeling van een paar waarvan er één IBD heeft, ook een verhoogd risico loopt om IBD te ontwikkelen. Dit kwam voor bij eeneiige tweelingen tot 64 procent voor de ziekte van Crohn en tot 28 procent voor colitis ulcerosa.

Darmflora

Arts-onderzoeker en promovendus Eelco Brand (afdeling Maag- Darm-, Leverziekten en Centrum voor Translationele Immunologie, UMC Utrecht) en collega's onderzochten de darmflora van tweelingparen waarvan er één IBD had en de andere niet en van tweelingparen waarbij beiden IBD hadden, wat de unieke mogelijkheid biedt om personen te onderzoeken met een verhoogd risico op IBD. Omdat tweelingen hun (kindertijd) milieu en genetische factoren delen, kan het bestuderen van de darmflora in deze setting belangrijke inzichten opleveren over het ontstaan van IBD.

Overlappende soorten en metabole routes

In deze cross-sectionele studie (de grootste tweelingenstudie op het gebied van IBD en de darmflora tot dusver), deze week gepubliceerd in vakblad Gastroenterology, werden verrassend genoeg geen significante verschillen waargenomen in de relatieve overvloed aan microbiële soorten en metabole routes tussen gezonde helften van tweelingparen en hun IBD-tweelingbroers of -zussen. Echter, in vergelijking met gezonde personen bleken een aantal  soorten bacteriën en metabole routes overvloedig aanwezig te zijn bij respectievelijk gezonde helften van tweelingparen, IBD-tweelingen en niet-verwante IBD-patiënten. Hiervan overlapten 42 procent en 5,6 procent van de micro-organismen en 35,2 procent en 19,6 procent van de metabole routes tussen gezonde helften van tweelingparen en IBD-tweelingen, en tussen gezonde helften van tweelingparen en niet-verwante IBD-patiënten. Veel van de gerapporteerde overlappende soorten en routes zijn eerder al in verband gebracht met IBD.

Prof. dr. Bas Oldenburg, hoofdonderzoeker en MDL-arts in het UMC Utrecht zegt: “We weten dat bij IBD-patiënten de darmflora verschilt van die van gezonde mensen. We weten echter niet of veranderingen van de darmflora aan IBD voorafgaan of andersom. Door het onderzoek bij tweelingen uit te voeren, kunnen we de volgorde van de gebeurtenissen beter beoordelen door het uitsluiten van factoren als milieu en genetica."

Eelco Brand concludeert: “De gedeelde veranderingen in soorten bacteriën en metabole routes die we hebben gevonden bevatten diverse soorten en routes die potentieel onsteking-gerelateerd zijn. Dit suggereert een mechanistische rol van de darmflora voor de ontwikkeling van IBD in de vroege, preklinische fase. Op basis hiervan is het aanlokkelijk om te speculeren dat veranderingen in de darmflora van mensen met een verhoogd risico op het krijgen van IBD voorafgaan aan de ontwikkeling van IBD en dus betrokken zijn bij de pathogenese. Onze bevindingen verdienen echter nader onderzoek om een oorzakelijk verband te leggen, bij voorkeur in longitudinale onderzoeken met behulp de darmfloragegevens van vóór de IBD-diagnose."

De studie

Fecale monsters werden verkregen van 99 tweelingen (behorend tot 51 IBD-discordante en -concordante tweelingparen), 495 gezonde controles en 99 niet-verwante IBD-patiënten. Whole-genome metagenomic shotgun sequencing werd uitgevoerd op deze monsters. Taxonomische gegevens en metabole routes werd vergeleken tussen gezonde helften van tweelingparen, IBD-tweelingen, niet-verwante IBD-patiënten en gezonde controles met multivariabele (gecorrigeerd voor mogelijk verstorende) gegeneraliseerde lineaire modellen.

Publicatie

Brand EC*, Klaassen MAY*, Gacesa R, Vich Vila A, Ghosh H, de Zoete MR, et al. on behalf of the Dutch TWIN-IBD consortium and initiative on Crohn and Colitis. Healthy cotwins share gut microbiome signatures with their inflammatory bowel disease twins and unrelated patients. Gastroenterology 2021;160:1970-1985

*Gedeelde eerste auteurschap

Meer over de TWIN-studie in deze videoclip