2 min
Een alledaagse en veelvoorkomende darmbacterie, die zelfs gunstige eigenschappen leek te hebben, blijkt darmkanker te kunnen veroorzaken. De variant van de bacterie Escherichia Coli scheidt het stofje colibactine af, dat veranderingen in het DNA aanbrengt, waardoor tumorcellen kunnen ontstaan.
De ontdekking werd gedaan door een studiegroep van het Hubrecht Institute (KNAW) en het Prinses Máxima Centrum in Utrecht. De vinding werd voorpaginanieuws, mede omdat deze variant van E. Coli bij 1 op de 5 volwassenen voorkomt en in sommige probiotische preparaten zit, die juist goed voor de darmen zouden zijn. Het is voor het eerst dat aangetoond werd dat een bacterie kanker kan veroorzaken. Eerder was dat al wel bekend van virussen.
Het verslag van het onderzoek, getiteld ‘Mutational signature in colorectal cancer caused by genotoxic pks+ E. coli’, verscheen donderdag in Nature.
Modelsysteem
De leiders van het onderzoek, de hoogleraren Hans Clevers en Ruben van Boxtel, presenteerden de ontdekking donderdag in het tv-programma DWDD in aanwezigheid van de drie PhD-studenten die het onderzoek deden. Voor het werk in het laboratorium maakten ze gebruik van zogenaamde organoïden, gekweekte minidarmen die werden blootgesteld aan de genotoxische E.coli. Dat modelsysteem werd ontworpen door de groep van Clevers.
Dergelijke kunstorganen verschaffen de researchers de mogelijkheid te volgen hoe cellen reageren op toediening van carcinogene stoffen, in dit geval door injecties met E.coli gedurende 5 maanden. Tumorgroei als reactie op beschadiging aan DNA is een langdurig proces, soms van tientallen jaren.
Vingerafdruk
Elke beschadiging aan het DNA draagt een eigen zogenaamde mutationele vingerafdruk. Van veel schadelijke stoffen, zoals UV-straling en sigarettenrook, is bekend welke vingerafdruk ze achterlaten. Toen de onderzoekers in hun DNA-analyses van het met E.coli behandelde weefsel een nieuw patroon zagen, wisten ze dat ze op het goede spoor zaten.
Chemische analyse van colibactine leerde dat die stof inderdaad die specifieke DNA-mutatie veroorzaakte. Daarna onderzochten medisch analisten 5000 verschillende tumoren. In meer dan 5% van de onderzochte dikkedarmtumoren werd het mutatiepatroon aangetroffen. Ook werd het aangetroffen in andere organen die met E.coli in aanraking komen, zoals in de mondholte en de blaas.
Screening
In potentie kan bij 1 op de 5 volwassenen deze mutatie zich voordoen en zich tot darmkanker ontwikkelen. De screening op darmkanker, die nu in Nederland praktijk is en succesvol is, zou dus ook een test op deze variant van E.coli moeten bevatten. Bovendien moeten fabrikanten van probiotische preparaten met deze variant “zich achter de oren krabben’, aldus Clevers in DWDD.
Hij zei verder dat met de juiste antibiotica de schadelijke E.coli variant betrekkelijk eenvoudig uit de darmen te verwijderen is en dan vervangen wordt door een onschadelijke variant. In het persbericht van het Hubrecht Institute wordt het onderzoek toegelicht, onder meer aan de hand van een video.
Dit artikel afdrukken
Het verslag van het onderzoek, getiteld ‘Mutational signature in colorectal cancer caused by genotoxic pks+ E. coli’, verscheen donderdag in Nature.
Modelsysteem
De leiders van het onderzoek, de hoogleraren Hans Clevers en Ruben van Boxtel, presenteerden de ontdekking donderdag in het tv-programma DWDD in aanwezigheid van de drie PhD-studenten die het onderzoek deden. Voor het werk in het laboratorium maakten ze gebruik van zogenaamde organoïden, gekweekte minidarmen die werden blootgesteld aan de genotoxische E.coli. Dat modelsysteem werd ontworpen door de groep van Clevers.
Dergelijke kunstorganen verschaffen de researchers de mogelijkheid te volgen hoe cellen reageren op toediening van carcinogene stoffen, in dit geval door injecties met E.coli gedurende 5 maanden. Tumorgroei als reactie op beschadiging aan DNA is een langdurig proces, soms van tientallen jaren.
Vingerafdruk
Elke beschadiging aan het DNA draagt een eigen zogenaamde mutationele vingerafdruk. Van veel schadelijke stoffen, zoals UV-straling en sigarettenrook, is bekend welke vingerafdruk ze achterlaten. Toen de onderzoekers in hun DNA-analyses van het met E.coli behandelde weefsel een nieuw patroon zagen, wisten ze dat ze op het goede spoor zaten.
Chemische analyse van colibactine leerde dat die stof inderdaad die specifieke DNA-mutatie veroorzaakte. Daarna onderzochten medisch analisten 5000 verschillende tumoren. In meer dan 5% van de onderzochte dikkedarmtumoren werd het mutatiepatroon aangetroffen. Ook werd het aangetroffen in andere organen die met E.coli in aanraking komen, zoals in de mondholte en de blaas.
Screening
In potentie kan bij 1 op de 5 volwassenen deze mutatie zich voordoen en zich tot darmkanker ontwikkelen. De screening op darmkanker, die nu in Nederland praktijk is en succesvol is, zou dus ook een test op deze variant van E.coli moeten bevatten. Bovendien moeten fabrikanten van probiotische preparaten met deze variant “zich achter de oren krabben’, aldus Clevers in DWDD.
Hij zei verder dat met de juiste antibiotica de schadelijke E.coli variant betrekkelijk eenvoudig uit de darmen te verwijderen is en dan vervangen wordt door een onschadelijke variant. In het persbericht van het Hubrecht Institute wordt het onderzoek toegelicht, onder meer aan de hand van een video.
In de Nederlandse pers wordt gesuggereerd dat de nu gewraakte E.coli variant in 1917 werd ontdekt door de Duitse arts Alfred Nissle. Hij isoleerde de 'E. coli Nissle 1917', zoals Nissle's variant officieel heet, uit de feces van een soldaat. In tegenstelling tot zijn collega's had de betreffende soldaat nooit last van diarree in de loopgraven van de Eerste Wereldoorlog. Nissle ontwikkelde de bacterie tot een probiotisch supplement dat nog altijd wordt verkocht onder de naam Mutaflor. Het is niet geregistreerd als geneesmiddel omdat het dan aan veiligheidseisen en een zware bewijslast moet voldoen. Het geldt als een voedingssupplement dat werkzaam lijkt in geval van diarree. Clevers' onderzoeksgroep vernam van de fabrikant van Mutaflor, toen die had gehoord van de studie, dat de voordelen van 'E. coli Nissle 1917', zoals de variant officieel heet, op de korte termijn zwaarder wegen dan de nadelen op de lange.
De suggestie in de pers is echter onjuist. De door de onderzoeksgroep van Clevers geïdentificeerde variant werd geïsoleerd uit de darmen van een kankerpatiënt en is niet dezelfde als de E.coli die naar Nissle werd genoemd.
Deze toelichting werd aangepast naar aanleiding van commentaar #1
Zowel de oorspronkelijke tekst van deze toelichting als de aanpassing daarvan zijn niet van de hand van de auteur, maar van de redactie.
De suggestie in de pers is echter onjuist. De door de onderzoeksgroep van Clevers geïdentificeerde variant werd geïsoleerd uit de darmen van een kankerpatiënt en is niet dezelfde als de E.coli die naar Nissle werd genoemd.
Deze toelichting werd aangepast naar aanleiding van commentaar #1
Zowel de oorspronkelijke tekst van deze toelichting als de aanpassing daarvan zijn niet van de hand van de auteur, maar van de redactie.
Nog 3
Je hebt 0 van de 3 kado-artikelen gelezen.
Op 5 mei krijg je nieuwe kado-artikelen.
Op 5 mei krijg je nieuwe kado-artikelen.
Als betalend lid lees je zoveel artikelen als je wilt, én je steunt Foodlog
Lees ook
Ook hier staat het, net als De Volkskrant het suggestief schrijft, volkomen fout: in de box staat "de nu gewraakte E.coli variant..." onder verwijzing naar de E. coli Nissle 1917. Het onderzoek is echter helemaal niet gedaan met de Nissle stam. Het is gedaan met een E. coli stam die geïsoleerd is uit een patiënt met darmkanker*.
De paper haalt de probiotische Nissle 1917 stam pas aan in de afsluitende discussie sectie:
"Intriguingly, presence of the pks island in another strain of E. coli, Nissle 1917, is closely linked to its probiotic effect. .... Our data suggest that E. coli Nissle 1917 may induce the characteristic SBS/ID-pks mutational patterns. Future research should elucidate if this is the case in vitro, and in patients treated with pks+ bacterial strains."
Er is dus helemaal niet gekeken of de probiotische stam inderdaad DNA beschadigd en/of tumoren veroorzaakt. Gek genoeg is juist dat punt wat breeduit in de pers kwam (m.n. in Nederland).
Het nieuwe van het nu gepubliceerde onderzoek is dat er een vingerafdruk in het DNA is gevonden waarmee kan worden vastgesteld dat de mutaties veroorzaakt werden door het door de gebruikte E. coli stam geproduceerde genotoxische stofje colibactin. Zeer vergelijkbare vingerafdrukken zijn gevonden in monsters van kankerweefsel van patiënten.
De grote vraag is wat dit betekent. De conclusie kan in elk geval níet zijn dat E. coli stammen die colibactin kunnen produceren dús altijd schadelijk zijn. De interacties tussen bacteriën onderling en met darmweefsel is ongelofelijk ingewikkeld, en directe oorzaak-gevolg relaties bestaan eigenlijk niet. Interessant is nu net het voorbeeld van de E. coli Nissle 1917, want (en daarom noemen de auteurs van de paper deze stam nu juist, zie het bovengenoemde citaat) de stam heeft goed aangetoonde gunstige effecten in o.a. Inflammatory Bowel Disease** (IBS), maar blijkt die te verliezen als het gen voor colibacterin wordt uitgeschakeld. Met andere woorden, kennelijk is het stofje colibactin van essentieel belang om gunstige effecten teweeg te brengen.
Door de grote complexiteit van het darm-microbioom is wat er werkelijk gebeurt niet zwart/wit, maar veel genuanceerder. Bij veel micro-organismes kan helemaal niet gesteld worden dat ie schadelijk of gunstig is, maar hangt het af van de omstandigheden. Interessant onderzoek dat ook organoïde-achtige modellen gebruikte, laat zien dat er direct cel-op-cel contact moet zijn tussen E. coli en darmwandcellen, wil colibactin leiden tot DNA-schade in laatstgenoemden. Zodra de darmwandcellen bekleed zijn met een gezonde slijmlaag (mucuslaag) is, wordt er geen DNA-breuken gezien in de darmwandcellen, ondanks de aanwezigheid van colibactin producerende E. coli bacteriën. Onze darmen zijn dan ook niet voor niets bekleed met een continu verversende laag mucus. Zonder die mucuslaag zouden allerlei bacteriën - die zo essentieel zijn voor een goede darmfunctie - schadelijk kunnen worden voor de gastheer/vrouw. Met andere woorden, er is in de darm sprake van een fijngevoelige balans tussen schadelijkheid en gunstige functies van allerlei micro-organismen, en de rol van veel bacteriën is niet óf schadelijk óf gunstig, maar hangt af van de balans. In dit licht kan de vertaling van de nu gevonden resultaten ook luiden dat de mucusproductie in de darmen van de patiënten wellicht onvoldoende was waardoor bepaalde ongunstige effecten konden ontstaan.
Interessant is tot slot dat de probiotische stam E. coli Nissle 1917 selectief kankercellen koloniseert en geen gezond weefsel, reden dat deze stam nu onderzocht wordt als vehikel om kanker mee te bestrijden. Kortom, het is veel te kort door de bocht om te stellen dat de Nissle 1917 stam nu ook verdacht is, de werkelijk rol van een bacteriestam hangt van veel meer af dan het kunnen produceren van één stofje. Andere eigenschappen kunnen er zelfs voor zorgen dat een stam gunstig i.p.v. schadelijk is bij tumoren. Wat er in de realiteit in de mens gebeurt, valt niet af te leiden van de ene of de andere eigenschap, en valt alleen in humaan onderzoek vast te stellen.
-----
* In de methods sectie: "The genotoxic pks+ E. coli strain was previously isolated from a CRC patient..."
** In de darmontstekingsziekte colitis ulcerosa is het effect van de E. coli Nissle 1917 even groot of beter dan medicijnen.
Dank Dennis we hebben de toelichtingsbox aangepast. De hele pers schrijft het en jij prikt het gelukkig door.
Toch, Dennis, is interessant wie wat beweert/suggereert. Jij suggereert dat Nissle zelfs gunstig kan zijn. Clevers et al. zeggen slechts dat nader onderzoek (naar mogelijke carcinogenese, zo leest iedere lezer - lijkt me) verstandig is.
Of lees ik jou nu verkeerd?
Dick #3,
Mijn uitspraak in de laatste alinea in #1 over het mogelijk gunstige effect bij kanker was niet bedoeld als suggestie dát de Nissle stam gunstig is. Ik heb een zin toegevoegd ter verduidelijking.
Punt is dat als je enkel naar ander in vitro onderzoek of andere aspecten zou kijken (die ik in #1 aanhaal), je net zo hard zou kunnen beweren dat E. coli Nissle 1917 kankerbestrijdend werkt, als dat nu op basis van in vitro onderzoek cq. één eigenschap beweert wordt dat ie mogelijk kankerverwekkend is. Beide losse aspecten zijn echter onvoldoende om een conclusie te kunnen trekken over wat er werkelijk in de mens gebeurt. Dat hangt bovendien vermoedelijk sterk van de individuele omstandigheden af (welke andere bacteriën er in de darm zitten, hoe de mucusvorming is, wat iemand eet, etc.), dus zelfs in humaan onderzoek zal waarschijnlijk niet een eenduidige conclusie kunnen worden getrokken.
Dennis, beweer je daarmee ook dat de gevonden 'smoking gun' in andere contexten juist een gunstige werking kan hebben?
In dat geval is iedere ontdekking van deze aard én ieder prebiotisch poedertje volstrekt specifieke en kan er geen universele geldigheid aan worden toegekend.