Jonathan Eisen: Ontmoet je microben

Onze lichamen zijn bedekt met een zee van microben - zowel de pathogenen die ons ziek maken als de 'goede' bacteriën, waarover we minder weten en die ons misschien gezond houden. Op TEDMED vertelt microbioloog Jonathan Eisen wat we al weten, waaronder een aantal verrassende manieren om die goede bacteriën aan het werk te zetten.

Ik begin met een verhaaltje.

Ik groeide op in deze buurt. Ik was 15

toen ik van een stevige jonge atleet

in vier maanden tijd langzaam wegteerde tot

een soort slachtoffer van hongersnood

met een onuitblusbare dorst.

Eigenlijk was ik bezig mijn lichaam te verteren.

Het toppunt kwam tijdens mijn eerste rugzaktrip

op Old Rag Mountain

in de Amerikaanse staat West Virginia,
waar ik aan elke poel

ging drinken als een hond.

Die nacht kwam ik op de spoeddienst terecht.

De diagnose was type 1 diabetes met volwaardige ketoacidose.

Ik herstelde dankzij de wonderen van de moderne geneeskunde,

insuline en andere dingen
en herwon meer dan mijn normale gewicht.

Maar iets bleef aan me knagen.

Wat veroorzaakte die diabetes?

Diabetes is een auto-immuunziekte.

Je lichaam vecht tegen zichzelf.
Toentertijd dacht dat men

dat het misschien veroorzaakt werd
door een pathogeen

waardoor mijn immuunsysteem werd geactiveerd,

waarna het de insulineproducerende cellen doodde.

Dat heb ik ook lang geloofd.

De geneeskunde en de mensen
zijn daar nogal op toegespitst,

op de microben die slechte dingen doen.

Daar heb ik nu mijn assistente voor nodig.

Misschien herken je haar.

Mijn excuses dat ik gisteren
een paar talks heb overgeslagen.

Ik ging naar het gebouw van
de National Academy of Sciences

waar ze speelgoed verkopen, reuzenmicroben.

Hier gaan we!

Van deze kan je een vleesetende ziekte krijgen.

Ik moet mijn honkbalcapaciteiten even aanspreken.

(Gelach)

Spijtig en niet verrassend zijn de meeste microben

die ze daar verkopen, ziekteverwekkers.

Iedereen is gefocust op de dingen die ons doden.

Voor mij was dat niet anders.

Maar het blijkt dat we in een wolk microben gehuld zijn

en dat deze microben ons de meeste tijd veel goed doen,

eerder dan ons te doden.

We weten dat eigenlijk al een hele tijd.

We bekijken ze met microscopen.

Ik weet dat jullie nu even niet opletten, maar...

(Gelach)

als je die microben,

op en in ons, met microscopen bekijkt,

dan kom je erachter dat er in ons 10 keer meer

microbencellen zitten dan menselijke cellen.

De massa aan microben
is zo groot als de massa van onze hersenen.

We zijn letterlijk een krioelend
ecosysteem van micro-organismen.

Maar als je er iets over te weten wil komen,

is kijken door een microscoop niet voldoende.

We hebben net gehoord over DNA sequenceren.

Dat blijkt een van de beste manieren te zijn
om microben te begrijpen.

We moeten kijken naar hun DNA.

Dat is wat ik al 20 jaar doe.

DNA sequenceren, monsters
uit verschillende plaatsen verzamelen,

ook uit menselijk lichaam,
de DNA-volgorde lezen

en dan die DNA-volgorde ons iets laten vertellen

over de microben op die bepaalde plaats.

Het meest verbazingwekkende aan deze technologie

is dat we vinden dat mensen niet alleen maar vol zitten

met een massa microben.

Er zitten duizenden verschillende soorten microben op ons.

Miljoenen microben-genen zijn in ons menselijk

microbioom terug te vinden.

De microbiële diversiteit verschilt van mens tot mens.

De laatste 10, 15 jaar

denken we dat deze microben,

deze microbiële wolk in en op ons,

en de variatie tussen ons,
misschien verantwoordelijk kan zijn

voor een aantal van onze
gezondheids- en ziekteverschillen.

Terug naar dat diabetesverhaal.

Men denkt nu dat een van de uitlokkers
voor type 1 diabetes

niet het vechten tegen een ziekteverwekker is,

maar wel een fout in de communicatie met de microben

die in en op je leven.

Mijn microbiële gemeenschap ging misschien in de fout.

Dat activeerde vervolgens een soort

immuunrespons, wat ertoe geleid heeft dat ik de cellen

die insuline aanmaken in mijn lichaam, ging doden.

Ik wil het ook even hebben over

wat we geleerd hebben uit die DNA-technieken

voor het bestuderen van die microbiële wolk

die in en op ons leeft.

Eerst een verhaal over een persoonlijk project.

Mijn eerste persoonlijke ervaring
met de studie van de microben

op het menselijk lichaam
kwam van een voordracht die ik

hier vlakbij in Georgetown gaf.

Ik gaf een toespraak
en een vriend van de familie, toevallig

de decaan van de Geneeskundefaculteit,
was aanwezig.

Achteraf vertelde hij me dat ze bezig waren met

een studie van dunnedarmtransplantaties bij mensen.

Ze wilden naar de microben kijken na de transplantatie.

Ik begon een samenwerking met

Michael Zasloff en Thomas Fishbein
om te kijken naar de microben

die deze dunnedarm koloniseerden na de transplantatie.

In plaats van in detail te gaan over de microbiële studie,

wil ik jullie dit verhaal vertellen

omdat ze aan het begin van dit project

iets heel raars deden.

Zij nemen de donordarm
die vol zit met microben van de donor,

terwijl de ontvanger een probleem zou kunnen hebben

met die microbiële gemeenschap,
zoals de ziekte van Crohn.

Daarom wordt de donordarm gesteriliseerd.

Alle microben worden eruit gekuist
en dan pas gaat het naar de ontvanger.

Zij deden dit omdat dat gebruikelijk was

in de geneeskunde, ook al was het duidelijk

geen goed idee.

Gelukkig besloten de transplantatiechirurgen

en de andere mensen in de loop van dit project

van koers te veranderen.

Ze besloten wat van de microbiële

gemeenschap van de donor in de darm te laten.

Theoretisch kan dat

de ontvanger van een dunnedarmtransplantatie helpen.

Over naar een studie die ik zelf deed.

In de afgelopen jaren is er een grote expansie geweest

in het gebruik van DNA-technologie
om de microben in en op mensen te bestuderen.

We hebben nu iets als het Menselijke Microbioom Project

hier in de Verenigde Staten,

MetaHIT in Europa en een heleboel andere projecten.

We hebben onder andere geleerd dat

wanneer een baby wordt geboren

hij tijdens de passage door de vagina
gekoloniseerd wordt

door de microben van zijn moeder.

Er zijn risicofactoren verbonden aan keizersneden.

De kolonisatie door microben kan foutlopen

wanneer je een baby uit de moeder wegsnijdt

in plaats van dat hij geboren wordt
via het geboortekanaal.

Vele andere studies hebben aangetoond

dat onze microbiële gemeenschap

helpt bij de ontwikkeling van het immuunsysteem,

bij het afweren van pathogenen, bij ons metabolisme

en bij het bepalen van onze stofwisselingssnelheid.

Ze bepaalt waarschijnlijk onze geur
en kan ons gedrag

op allerlei manieren beïnvloeden.

Uit de vele belangrijke functies
voor de microbiële gemeenschap,

documenteerden of suggereerden ze

deze wolk, de niet-pathogenen die in en op ons leven.

Eén gebied is, denk ik, zeer interessant.

Nu we microben naar jullie hebben gegooid,

lijden jullie wellicht aan 'germofobie'.

Mensen vallen echt voor reinheid, niet?

We hebben antibiotica op onze aanrechten,

mensen zijn zich de hele tijd aan het wassen,

we spuiten antibiotica in ons voedsel, in onze gemeenschappen.

Wij overdrijven met antibiotica.

Ziekteverwekkers doden
is een goede zaak als je ziek bent,

maar als we chemische stoffen

en antibiotica in ons milieu pompen,
doden we ook

de wolk van microben
die in en op ons leeft.

Van overmatig gebruik van antibiotica,
in het bijzonder bij kinderen,

is aangetoond dat het gepaard gaat
met risico op

obesitas, auto-immuunziekten, een verscheidenheid

aan problemen die wellicht te wijten zijn
aan een verstoring

van de microbiële gemeenschap.

Het kan fout gaan met onze microbiële gemeenschap,

of we dat nu willen of niet,

of we kunnen ze doden met antibiotica,

maar wat kunnen we doen om ze te herstellen?

Jullie hebben allicht al gehoord over probiotica.

Met probiotica kan je proberen

je microbiële gemeenschap te herstellen.

In sommige gevallen werd aangetoond dat het werkte.

Op UC Davis loopt er een project, waar ze

probiotica gebruiken om necrotiserende enterocolitis

te behandelen en te voorkomen
bij premature baby's.

Premature baby's hebben echt last
met hun microbiële gemeenschap.

Het is mogelijk dat probiotica kunnen helpen bij het voorkomen

van deze verschrikkelijke
necrotiserende enterocolitis

bij deze prematuurtjes.

Maar probiotica zijn een wat te simpele oplossing.

De meeste pillen die je kunt nemen
of de yoghurt die je kunt eten,

bevatten één of twee, tot vijf soorten.

Maar op mensen leven duizenden soorten.

Hoe kunnen we onze microbiële gemeenschap herstellen

als er zoveel soorten op ons leven?

Dieren eten wel eens

uitwerpselen -- coprofagie.

Het blijkt dat veel dierenartsen,

vooral die van de oude school,

ooit wel eens ‘poo tea’ (poep-thee) gebruikten,

geen ‘booty’, maar ‘poo tea’, tegen kolieken en andere kwalen

bij paarden, koeien en dergelijke.

Je maakt thee van
de uitwerpselen van een gezond dier

en geeft dat aan een ziek dier.

Hoewel, tenzij je een gefistelde koe
met een groot gat in haar zijde hebt

en je je hand in de pens kunt steken,

is het moeilijk je voor te stellen dat
de inname van microben

via de mond en door het hele

spijsverteringskanaal
het beste systeem is voor medicatie.

Misschien hoorde je al dat ze nu

fecale transplantaties bij mensen doen.
In plaats van

een paar probiotische microben via de mond te geven,

brengen ze een hele gemeenschap van probiotica,

een gemeenschap van microben
van een gezonde donor,

in via de andere kant.

Dit bleek zeer effectief te zijn in de strijd tegen

bepaalde moeilijk te genezen infectieziekten

zoals 'Clostridium difficile'-infecties

waar mensen jarenlang last van kunnen hebben.

Transplantaties van de microben van de ontlasting,

van een gezonde donor, bleek

systemische C. dif-infecties te genezen
bij sommige mensen.

Deze fecale transplantaties

of de ‘poo tea’ suggereren mij en vele anderen

dat onze microbiële gemeenschap

eigenlijk als een orgaan moet worden beschouwd.

Bekijk het als een functionerend orgaan,
een deel van onszelf.

Behandel het met het nodige respect

en knoei er niet mee, zoals bij keizersneden,

antibiotica of buitensporige netheid

zonder een echt goede verrechtvaardiging.

Met behulp DNA-sequencerende technologieën
kunnen we nu

gedetailleerde studies doen
van 100 patiënten met de ziekte van Crohn

en 100 mensen zonder die ziekte.

Of 100 mensen die antibiotica namen
toen ze klein waren

en 100 mensen die dat niet deden.

We kunnen nu de gemeenschap van microben

en hun genen gaan vergelijken
en zien of er verschillen zijn.

Uiteindelijk kunnen we misschien begrijpen dat het niet

alleen maar correlatieve,
maar causatieve verschillen zijn.

Studies in modelsystemen
zoals muizen en andere dieren

helpen hier ook,
maar omdat deze technologieën

nu zo goedkoop geworden zijn,
kunnen we

nu ook menselijke microbiomen gaan vergelijken.

Om af te sluiten, wil ik dit nog even kwijt.

Ik liet wat weg uit het verhaal over mijn diabetes.

Mijn vader was arts,

bestudeerde hormonen.
Ik vertelde hem vele malen

dat ik moe was, dorstig,
me niet erg goed voelde.

Hij sloeg er geen acht op.
Ik denk dat hij ofwel dacht dat

ik gewoon wat veel klaagde
ofwel was het de typische

doktershouding van
‘met mijn kinderen kan er niets mis gaan’.

Onze hele familie ging zelfs naar een meeting

van de Internationale Gemeenschap voor Endocrinologie in Quebec.

Ik ging elke vijf minuten plassen,

dronk ieders water aan tafel op.

Ik denk dat ze dachten dat ik verslaafd was.

(Gelach)

Waarom ik dit vertel, is dat

de medische gemeenschap
met mijn vader als voorbeeld

het voor de hand liggende soms niet opmerkt.

De microbiële wolk zit op en in ons.

Meestal kunnen we ze niet zien.
Ze is onzichtbaar.

Het zijn microben.
Ze zijn klein.

Maar we kunnen ze zien door hun DNA,

we kunnen ze zien door de gevolgen
die ze op mensen hebben.

Nu moeten we

nadenken over deze microbiële gemeenschap

in het kader van de volledige menselijke geneeskunde.

Het betekent niet dat het op alles van invloed is,

maar het zou kunnen.

Wat we nodig hebben, is
een volledige ‘veldgids’ van de microben

die in en op mensen leven,
zodat we kunnen begrijpen

wat ze doen in ons leven.

Wij zijn hen.
Zij zijn ons.

Bedankt.

(Applaus)