SAMENVATTING BACTERIOLOGIE
H1 INLEIDING
1. Introductie en Algemene Kenmerken
De mens = "supra-organisme"
• 1 individu ~ 10¹⁴ microbiële cellen (10X meer bacteriën dan menselijke cellen).
• microbiota = de collectie van alle microbiële taxa (gemeenschapsleden)
>< microbioom = micro-organismen (incl. genen)
2. Taxonomie en Belangrijke Fyla
Gut microbiota >1000 ≠soorten (meeste anaeroob)
4 HOOFDFYLA
1. Firmicutes (Bacillota):
- 60-80% van de populatie
- cruciaal voor koolhydraatvertering
- productie van korteketenvetzuren (SCFA's)
2. Bacteroidetes (Bacteroidota):
- 20-30% van de populatie
- immuunmodulatie
- metabole processen
3. Actinobacteria (Actinomycetota):
- <10%
- Bifidobacterium → fermentatie van complexe koolhydraten
4. Proteobacteria (Pseudomonadota):
- <1%
- commensalen EN pathogenen
- helpt bij vitaminesynthese
3. Ontwikkeling en Kolonisatie
Kolonisatie begint bij geboorte → verschillende fasen:
FASE I =neonatale kolonisatie
- moederlijke voeding en dieet
- genetica en darmkenmerken
FASE II =initiële acquisitie
• Beïnvloed door:
- bevallingsmethode (vaginaal/ C-sectie)
- moederlijke omgeving
, SAMENVATTING BACTERIOLOGIE
FASE III
• Borstvoeding (-> Bifidobacteria)/ flesvoeding (-> diversere microbiota met Bacteroides
en Clostridium)
FASE IV
• De introductie van vast voedsel -> samenstelling die lijkt op die van een volwassene.
- α-diversiteit = diversiteit binnen één staal neemt toe met de leeftijd
- β-diversiteit =variatie tussen individuen en de stabiliteit evolueren gedurende het
leven
- ϒ-diversiteit =totale diversiteit
4. Gezonde Microbiota en Enterotypes
Gezonde microbiota =
- Diversiteit en samenstelling
- functionaliteit
- stabiliteit
Classificatie: Enterotypes op basis van de dominante genera:
1. Bacteroides-type
- verhoogd risico op metabole aandoeningen en darmziekten
- 2 soorten:
a) B1 (hoge bacteriële load)
b) B2 (lage bacteriële load -> geassocieerd met een lagere levenskwaliteit
en depressieve symptomen
2. Prevotella-type
- Gelinkt aan hypertensie en insulinegevoeligheid
3. Ruminococcus-type
- Grotere veerkracht tegen antibiotica
5. Functies van de Microbiota
De microbiota heeft een symbiotische relatie met de gastheer en vervult essentiële taken:
• Metabool
→ Vertering van onverteerbare voedingsvezels (glycanen)
→ productie van SCFA's (butyraat, acetaat, propionaat)
→ vitaminesynthese (B2, B12, K)
→ ionenabsorptie
, SAMENVATTING BACTERIOLOGIE
• Immuniteit
→ Ontwikkeling en training van het immuunsysteem via de GALT =Gut-Associated Lymphoid
Tissue
• Bescherming
→ Kolonisatieresistentie tegen pathogenen door competitie voor nutriënten en
receptoren
→ productie van antimicrobiële stoffen zoals bacteriocines
6. Dysbiose en Ziektebeelden
Dysbiose = Balans tussen symbionten = gezondheidsbevordering en pathobionten =potentieel
ziekmakend verstoord.
(>< normobiosis = alles in evenwicht; veel symbioten, minder pathobionten, commensalen)
→ verminderde diversiteit
→ toename van opportunistische pathogenen (zoals Enterobacterales)
3 TYPES
1. Pathogenen> symbioten
2. Gereduceerde diversiteit
3. Verlies aan goede bacteriën
Oorzaak :
- Genetisch
- Interactie tussen verschillende bacterie soorten
- Dieet verandering
- Stress
- Antibiotica
- …
Gut diseases
• IBD (Crohn en CU) → daling van de anti-inflammatoire bacterie Faecalibacterium
prausnitzii (!!!! Naam onthouden)
• IBS (Prikkelbare Darm Syndroom) = Een chronische aandoening waarbij ook dysbiose
(minder Bifidobacterium en Faecalibacterium) een rol speelt.
• Gut-Brain As: tweerichtingscommunicatie tussen de darmen en de hersenen via de
nervus vagus, het immuunsysteem en metabolieten (SCFA's, tryptofaan) verstoord →
gelinkt aan obesitas, autisme en neurodegeneratieve ziekten zoals Parkinson.
Non-gut diseases
• Type 2 diabetes
• Leververvetting
• Allergieën
• Autisme
• …
, SAMENVATTING BACTERIOLOGIE
H2 in vivo/ -vitro research
1. Evolutie van Microbiota Onderzoek
DNA-sequencing = essentieel omdat veel bacteriën niet kweekbaar zijn
2. Karakteriseringstechnieken
cultuur-afhankelijke >< cultuur-onafhankelijke methoden:
FISH =Fluorescence in situ hybridization (vorig semester)
• Fluorescente DNA-probes -> specifieke taxa herkennen zonder kweek
→ geeft inzicht in taxonomie en lokalisatie van gemeenschappen
DGGE =denaturing Gradient Gel Electrophoresis
• Scheidt DNA-fragmenten o.b.v. hun smeltkenmerken
NGS =Next-Generation Sequencing
• 16S rRNA sequencing;
→ Richt zich op hypervariabele regio's van het 16S rRNA-gen
+ Kosteneffectief
+ informatie over de samenstelling
- resultaten zijn relatief, niet absoluut
- beperkte database
- oorzaak/ gevolg van ziekte
- artefacten
• Shotgun Metagenomics
→ sequenties alle genen in een staal
+ hogere resolutie (stam-niveau)
+ volledig spectrum
+ inzicht in de functionele capaciteit
- maar is duurder.
Andere 'Omics'-benaderingen:
• Metatranscriptomics: Analyseert genexpressie (mRNA)
• Metaproteomics: Bestudeert eiwitexpressie via massaspectrometrie
• Metabolomics: Meet metabolische eindproducten
H1 INLEIDING
1. Introductie en Algemene Kenmerken
De mens = "supra-organisme"
• 1 individu ~ 10¹⁴ microbiële cellen (10X meer bacteriën dan menselijke cellen).
• microbiota = de collectie van alle microbiële taxa (gemeenschapsleden)
>< microbioom = micro-organismen (incl. genen)
2. Taxonomie en Belangrijke Fyla
Gut microbiota >1000 ≠soorten (meeste anaeroob)
4 HOOFDFYLA
1. Firmicutes (Bacillota):
- 60-80% van de populatie
- cruciaal voor koolhydraatvertering
- productie van korteketenvetzuren (SCFA's)
2. Bacteroidetes (Bacteroidota):
- 20-30% van de populatie
- immuunmodulatie
- metabole processen
3. Actinobacteria (Actinomycetota):
- <10%
- Bifidobacterium → fermentatie van complexe koolhydraten
4. Proteobacteria (Pseudomonadota):
- <1%
- commensalen EN pathogenen
- helpt bij vitaminesynthese
3. Ontwikkeling en Kolonisatie
Kolonisatie begint bij geboorte → verschillende fasen:
FASE I =neonatale kolonisatie
- moederlijke voeding en dieet
- genetica en darmkenmerken
FASE II =initiële acquisitie
• Beïnvloed door:
- bevallingsmethode (vaginaal/ C-sectie)
- moederlijke omgeving
, SAMENVATTING BACTERIOLOGIE
FASE III
• Borstvoeding (-> Bifidobacteria)/ flesvoeding (-> diversere microbiota met Bacteroides
en Clostridium)
FASE IV
• De introductie van vast voedsel -> samenstelling die lijkt op die van een volwassene.
- α-diversiteit = diversiteit binnen één staal neemt toe met de leeftijd
- β-diversiteit =variatie tussen individuen en de stabiliteit evolueren gedurende het
leven
- ϒ-diversiteit =totale diversiteit
4. Gezonde Microbiota en Enterotypes
Gezonde microbiota =
- Diversiteit en samenstelling
- functionaliteit
- stabiliteit
Classificatie: Enterotypes op basis van de dominante genera:
1. Bacteroides-type
- verhoogd risico op metabole aandoeningen en darmziekten
- 2 soorten:
a) B1 (hoge bacteriële load)
b) B2 (lage bacteriële load -> geassocieerd met een lagere levenskwaliteit
en depressieve symptomen
2. Prevotella-type
- Gelinkt aan hypertensie en insulinegevoeligheid
3. Ruminococcus-type
- Grotere veerkracht tegen antibiotica
5. Functies van de Microbiota
De microbiota heeft een symbiotische relatie met de gastheer en vervult essentiële taken:
• Metabool
→ Vertering van onverteerbare voedingsvezels (glycanen)
→ productie van SCFA's (butyraat, acetaat, propionaat)
→ vitaminesynthese (B2, B12, K)
→ ionenabsorptie
, SAMENVATTING BACTERIOLOGIE
• Immuniteit
→ Ontwikkeling en training van het immuunsysteem via de GALT =Gut-Associated Lymphoid
Tissue
• Bescherming
→ Kolonisatieresistentie tegen pathogenen door competitie voor nutriënten en
receptoren
→ productie van antimicrobiële stoffen zoals bacteriocines
6. Dysbiose en Ziektebeelden
Dysbiose = Balans tussen symbionten = gezondheidsbevordering en pathobionten =potentieel
ziekmakend verstoord.
(>< normobiosis = alles in evenwicht; veel symbioten, minder pathobionten, commensalen)
→ verminderde diversiteit
→ toename van opportunistische pathogenen (zoals Enterobacterales)
3 TYPES
1. Pathogenen> symbioten
2. Gereduceerde diversiteit
3. Verlies aan goede bacteriën
Oorzaak :
- Genetisch
- Interactie tussen verschillende bacterie soorten
- Dieet verandering
- Stress
- Antibiotica
- …
Gut diseases
• IBD (Crohn en CU) → daling van de anti-inflammatoire bacterie Faecalibacterium
prausnitzii (!!!! Naam onthouden)
• IBS (Prikkelbare Darm Syndroom) = Een chronische aandoening waarbij ook dysbiose
(minder Bifidobacterium en Faecalibacterium) een rol speelt.
• Gut-Brain As: tweerichtingscommunicatie tussen de darmen en de hersenen via de
nervus vagus, het immuunsysteem en metabolieten (SCFA's, tryptofaan) verstoord →
gelinkt aan obesitas, autisme en neurodegeneratieve ziekten zoals Parkinson.
Non-gut diseases
• Type 2 diabetes
• Leververvetting
• Allergieën
• Autisme
• …
, SAMENVATTING BACTERIOLOGIE
H2 in vivo/ -vitro research
1. Evolutie van Microbiota Onderzoek
DNA-sequencing = essentieel omdat veel bacteriën niet kweekbaar zijn
2. Karakteriseringstechnieken
cultuur-afhankelijke >< cultuur-onafhankelijke methoden:
FISH =Fluorescence in situ hybridization (vorig semester)
• Fluorescente DNA-probes -> specifieke taxa herkennen zonder kweek
→ geeft inzicht in taxonomie en lokalisatie van gemeenschappen
DGGE =denaturing Gradient Gel Electrophoresis
• Scheidt DNA-fragmenten o.b.v. hun smeltkenmerken
NGS =Next-Generation Sequencing
• 16S rRNA sequencing;
→ Richt zich op hypervariabele regio's van het 16S rRNA-gen
+ Kosteneffectief
+ informatie over de samenstelling
- resultaten zijn relatief, niet absoluut
- beperkte database
- oorzaak/ gevolg van ziekte
- artefacten
• Shotgun Metagenomics
→ sequenties alle genen in een staal
+ hogere resolutie (stam-niveau)
+ volledig spectrum
+ inzicht in de functionele capaciteit
- maar is duurder.
Andere 'Omics'-benaderingen:
• Metatranscriptomics: Analyseert genexpressie (mRNA)
• Metaproteomics: Bestudeert eiwitexpressie via massaspectrometrie
• Metabolomics: Meet metabolische eindproducten
