Vroege blootstelling aan antibiotica leidt tot levenslange
metabole stoornissen bij muizen
Een nieuwe studie gepubliceerd in Cell suggereert
dat het gebruik van antibiotica in de vroege ontwikkeling het
bacteriële landschap van de darm verstoort, de thuisbasis van
triljoenen verschillende microben die permanent het metabolisme van
het lichaam herprogrammeren, en aanleg aankweekt voor obesitas.
Bovendien blijkt uit het onderzoek dat het de veranderde
darmbacteriën, en niet de antibiotica, zijn die de metabole effecten
sturen.
Uit deze nieuwe studie door NYU Langone Medical
Center onderzoekers blijkt dat muizen die levenslang lage doses van
penicilline toegediend kregen vanaf de laatste week van de
zwangerschap of borstvoeding meer kans op obesitas en metabole
afwijkingen hadden dan muizen die op latere leeftijd waren
blootgesteld aan de antibiotica.
Het meest intrigerend, in een complementaire groep
van experimenten, is dat muizen met een lage doses penicilline
alleen tijdens de late zwangerschap of tijdens de borstvoeding net
zoveel gewicht bereikten als muizen die hun hele leven waren
blootgesteld.
"Wij vonden bij muizen dat wanneer men de
darmbacteriën vroeg verstoorde en stopte met antibiotica, het
microbieel leven normaliseerde maar dat de effecten op het
metabolisme bleven", zegt senior auteur Martin Blaser, MD, de Muriel
G. en George W. Singer professor van Translational Medicine,
directeur van het NYU Human Microbiome Program, en professor in de
microbiologie aan de NYU School of Medicine. "Dit ondersteunt het
idee voor het ontwikkelen van een omgeving waaraan bacteriën
deelnemen."
Onderzoekers benadrukken dat meer bewijs nodig is
om te besluiten of antibiotica ook bij de mens kan leiden tot
obesitas, en de huidige studie moet de artsen er niet van weerhouden
antibiotica voor te schrijven voor kinderen als het noodzakelijk is.
“De antibiotica doses in deze studie weerspiegelen niet wat kinderen
normaal krijgen toegediend,” zegt Laura M. Cox, PhD, een
postdoctorale onderzoekster aan het Dr Blaser het laboratorium en
hoofdauteur van de studie. “De studie heeft een omgeving en
gecreeërd in de beïnvloeding van het metabolisme door microben, en
dus zijn verdere studies duidelijk gerechtvaardigd."
In een experiment tijdens de studie, diende Dr Cox
verdunde penicilline toe aan drie groepen muizen. Een groep kreeg
antibiotica in de baarmoeder tijdens de laatste week van de
zwangerschap gedurende het verdere leven. De tweede groep kreeg de
dosis penicilline na het spenen en dan verder gedurende het hele
leven. De derde groep kreeg geen antibiotica. "We zagen een
verhoogde vetmassa bij beide penicilline groepen en het meest bij de
muizen die werden behandeld van in de baarmoeder," zegt Dr Cox.
"Hieruit bleek dat muizen metabolisch kwetsbaarder zijn als ze
antibiotica krijgen in een vroeg levensstadium.”
De behandelde muizen werden ook dikker dan
onbehandelde toen beiden gevoed werden met een vetrijk dieet. "Als
we muizen op een calorierijk dieet zetten werden ze vet. Wanneer de
muizen antibiotica kregen werden ze vet," legt Dr Blaser uit.
“Wanneer wij hen zetten ze op een vetrijk dieet met antibiotica
werden ze heel, heel vet." Normaal volwassen vrouwelijke muizen
dragen drie gram vet. De dieren in de studie gevoed met het vetrijke
dieet hadden vijf gram vet. Deze met antibiotica en vetrijk voer
hadden 10 gram vet, goed voor een derde van hun lichaamsgewicht. De
behandelde dieren werden niet alleen dikker maar vertoonden ook
verhoogde niveaus van nuchtere insuline en veranderingen in de genen
die verband houden met de lever regeneratie en ontgifting-effecten
passend bij metabole stoornissen bij patiënten met obesitas.
Deze studie bevestigt het onderzoek gepubliceerd
door Dr Blaser's lab in 2012 in Nature. Hieruit bleek dat muizen op
normaal dieet en blootgesteld aan lage doses antibiotica gedurende
het hele leven, vergelijkbaar met wat er gebeurt in de veehandel, 10
tot 15 procent meer vet hadden dan onbehandelde muizen en een
duidelijke veranderde stofwisseling vertoonden in de lever.
Eén van de onbeantwoorde vragen in de studie was of de metabole
uitwisseling het gevolg was van de gewijzigde bacteriën of van de
antibiotica. Deze laatste studie gaf hierop een antwoord door het
overbrengen van bacteriële populaties van aan penicilline
blootgestelde muizen bij muizen van drie weken oud die kiem- en
antibioticavrij waren opgekweekt. Onderzoekers ontdekten dat de
muizen geënt met bacteriën van de antibiotica donoren inderdaad
dikker waren dan de kiemvrije met bacteriën uit geïnoculeerde
onbehandelde donoren. "Dit toont aan dat de gewijzigde microben de
obesitas-effecten sturen en niet de antibiotica," zegt Dr Cox.
In tegenstelling tot de langdurig heersende
hypothese binnen de landbouw dat antibiotica de totale microbiële
aantallen in de darm verminderen, waardoor de dieren dikker worden
vond het team dat dit niet juist is. De antibiotica onderdrukten wel
tijdelijk verschillende organismen in het begin van het leven
tijdens de kritieke faze van microbiële kolonisatie: Lactobacillus,
Allobaculum, Candidatus Arthromitus en een niet nader genoemd lid
van de familie van Rikenellaceae, die belangrijke metabolische en
immunologische interacties kunnen teweeg brengen. "We zijn
enthousiast omdat we niet alleen willen begrijpen waarom obesitas
zich voordoet maar ook oplossingen willen ontwikkelen," zegt Dr Cox.
"Dit geeft ons nieuwe potentiële kandidaten voor mogelijks
veelbelovende probiotische organismen. Wij zouden deze organismen
kunnen teruggeven na een antiboticakuur.”
Vertaling: Andre Teirlinck
