Het darmmicrobioom van peuters kan verklappen of ze risico lopen op ondervoeding

Peuters die slechter groeien blijken een instabieler darmmicrobioom te hebben. Dat blijkt uit een nieuw onderzoek waarbij het microbioom van Malawische kinderen bijna een jaar lang is gevolgd. Het team heeft de verkregen data gebruikt om een enorme catalogus te bouwen met meer dan 986 complete microbiële genomen. De resultaten verschenen op 9 september in Cell.

Wereldwijd is ondervoeding verantwoordelijk voor meer dan de helft van alle sterfgevallen bij kinderen onder de vijf jaar. Kinderen die weten te herstellen van ondervoeding houden hier vaak langdurige gevolgen aan over. Zo hebben zij vaak last van groeiachterstanden en een grotere kans op een slechte gezondheid op latere leeftijd. Dit is dan ook waarom de lenght-for-age (LAZ)-maatstaaf vaak wordt gebruikt om ondervoeding in kaart te brengen. Hierbij wordt de lengte van een kind vergeleken met het landelijk gemiddelde van leeftijdsgenoten. Een lagere LAZ-score duidt hierbij op een grotere kans op ondervoeding.

Malawi
Ook in Malawi is de problematiek rondom ondervoeding scherp zichtbaar: ongeveer 35 procent van de kinderen heeft last van een groeiachterstand. Voor een nieuwe studie volgde een team acht peuters in Malawi en verzamelden vijf keer ontlastingmonsters over een periode van elf maanden. Daarbij gebruikten ze long-read sequencing: een methode die DNA in veel grotere stukken leest dan dat bij short-read technieken het geval is. Dat maakt het reconstrueren van hele genomen veel eenvoudiger—alsof je een legpuzzel legt met tien grote stukken in plaats van honderd kleinere stukjes. Met deze aanpak konden de onderzoekers ongeveer vijftig keer zoveel complete microbiële genomen samenstellen als met short-read mogelijk was.

De verkregen gegevens vormden de basis voor een bibliotheek met alle genen die binnen de verzamelde bacteriesoorten voorkomen. De catalogus omvat 986 complete microbiële genomen, waaronder tientallen die nog niet eerder beschreven waren. Met zelfontwikkelde tools vergeleek het team vervolgens de genetische inhoud van bacteriën tussen kinderen met een beterende LAZ-score en kinderen bij wie die groeimaatstaaf verslechterde. Binnen vier veelvoorkomende bacteriefamilies—Bifidobacterium, Megasphaera, Faecalibacterium en Prevotella—vonden ze duidelijke verschillen tussen beide groepen. Zo hadden kinderen met een beterende LAZ-score andere bacteriële variaties in hun darmen dan kinderen met een slechtere LAZ-score.

Stabiliteit
Het meest opvallende patroon zat echter in de stabiliteit van het microbioom als geheel. Kinderen met een verbeterende groei lieten binnen soorten meer stabiliteit zien: de genetische samenstelling van hun darmbacteriën bleef door de tijd heen grotendeels gelijk. Bij kinderen met een verslechterende gezondheid was juist sprake van instabiliteit: de bacteriële genomen veranderden vaker. Die dynamiek suggereert dat de stabiliteit van het microbioom een nieuwe, objectieve graadmeter kan zijn voor darmgezondheid en groeirisico. Het team hoopt dat zo’n genetische stabiliteitsmaat mogelijk extra houvast kan bieden om gezondheidsproblemen tijdig te herkennen.

De studie levert vier aanwinsten op die een basis kunnen vormen voor vervolgonderzoek. Ten eerste liet het team zien dat long-read sequencing in de praktijk handiger is en veel meer complete genomen oplevert. Ten tweede bestaat er nu een uitgebreide genoomcatalogus voor de mogelijke identificeren van ondervoeding. Deze kan gebruikt worden door onderzoekers die ondervoeding willen voorspellen, voorkomen of behandelen. Ten derde koppelt het werk specifieke bacteriële variaties aan ondervoeding bij kinderen. Ten slotte beschrijft het team een gestroomlijnde workflow die tijd en kosten bespaart zonder hierbij in te leveren op nauwkeurigheid. De ontwikkelde aanpak kan volgens de onderzoekers ook dienstdoen buiten de kindergezondheidszorg: van het opsporen van infectieziekten en antibioticumresistentie tot het monitoren van landbouwbodems, de waterkwaliteit of de biodiversiteit.

Samen wijzen de resultaten naar een belangrijke aanwijzing: niet alleen wélke bacteriën in de darmen aanwezig zijn, maar ook hoe stabiel hun genetische gereedschapskist is kan het verschil maken voor groei en gezondheid. Dat opent de deur naar nieuwe diagnostiek en mogelijk ook gerichte interventies bij een probleem dat wereldwijd meer dan 150 miljoen kinderen treft.