Mensen hebben weldoende bacteriën met unieke aanpassingen voor het leven in onze neuzen
Het is al langer bekend dat er 'goede' bacteriën in onze darmen, de vrouwelijke geslachtsorganen en op onze huid leven. Volgens Belgische onderzoekers onder leiding van de Universiteit Antwerpen (UA) hebben 'goede' bacteriën ook een plaatsje veroverd in onze neuzen. Ze identificeerden een specifieke stam bacteriën die geëvolueerd waren om beter te kunnen overleven in de zuurstofrijke omgeving van de neus. De onderzoekers ontwikkelden ook een werkend prototype van een neusspray waarmee de goede lactobacillen konden toegediend worden. Mogelijk kan dat in de toekomst helpen tegen chronische ontstekingen van de neus en de neusbijholten maar daarvoor is nog verder onderzoek nodig.
Senior auteur van de nieuwe studie Sarah Lebeer van de UA geraakte geïnteresseerd in de microbiota - het geheel aan micro-organismen - van de neus toen haar moeder geopereerd werd om een einde te maken aan een levenslange lijdensweg van hoofdpijn en chronische rhinosinusitis - ontstekingen van de neus en de neusbijholten.
"Mijn moeder had al veel verschillende behandelingen geprobeerd, maar geen enkele had geholpen. Ik bedacht me dat het jammer was dat ik haar geen goede bacteriën of probiotica voor de neus kon aanbevelen. Niemand had dat ooit echt bestudeerd", zei Lebeer, die tot dan de probiotica - gunstige micro-organismen - van de darmen en de vagina had bestudeerd.
Om na te gaan of de bacteriën die we associeren met een gezonde darmflora ook een rol spelen in de gezondheid van de bovenste luchtwegen, vergeleken Lebeer en haar Procure-team de 'neusbacteriën' van 100 gezonde individuen en 225 patiënten met chronische rhinosinusitis.
Ze keken naar het voorkomen van 30 verschillende families van bacteriën in de bovenste luchtwegen van de deelnemers en ontdekten dat de gezonde mensen een grotere hoeveelheid lactobacillen hadden dan de patiënten - tot 10 keer meer in sommige delen van de neus.
Lactobacillen zijn goed gekende, gunstige, staafvormige bacteriën die eigenschappen hebben die ziekteverwekkers tegenwerken. Door de fermentatie van suiker produceren ze immers melkzuur, maar ze waren nog nooit gedetailleerd bestudeerd in de neus.
Speciale aanpassingen
De onderzoekers bekeken de zaak van naderbij en ontdekten een aparte stam van Lacticaseibacillus - de nieuwe naam van Lactobacillus casei - die niet alleen ontstekingsremmende en antimicrobiële effecten tegen ziekteverwekkers vertoonde, maar ook unieke kenmerken die de stam in staat stelde om zich beter aan te passen aan de leefomgeving van de neus.
Hoewel de meeste lactobacillen liever groeien zonder zuurstof, had de stam in kwestie unieke genen die hem in staat stelde om de hogere niveaus van oxidatie-stress in de zuurstofrijke omgeving van de neus aan te kunnen.
Bovendien zagen de onderzoekers dat de bacteriën bedekt waren met flexibele, haarachtige buisjes die fimbriae genoemd worden, en die hen toelaten zich vast te hechten aan de cellen van het oppervlak van de binnenkant van de neus. Dat wijst op een interactie tussen de bacteriën en hun gastheer.
Een neusspray voor lactobacillen
De onderzoekers zochten vervolgens naar een manier om hun resultaten uit het laboratorium te verifiëren 'in vivo', in levende wezens dus. "Eén beperking is evenwel dat er eigenlijk geen echt goede diermodellen of mechanistische modellen bestaan om de interactie tussen neusbacteriën en hun menselijke gastheren te bestuderen", zei Lebeer. "Het microbioom van de neuzen van muizen is zeker anders in vergelijking met dat van mensen. Muizen zijn daarnaast obligate neusademhalers [ze ademen zo goed als uitsluitend door hun neus] en krijgen geen chronische rhinosinusitis, ze hebben ook minder allergieën en ontstekingen."
Maar de resultaten uit het labo en de lange geschiedenis van veilig gebruik van lactobacillen lieten het team toe de bacteriën te bestuderen bij mensen in plaats van in diermodellen. Het team maakte voor 20 vrijwilligers een soort van 'probiotische neusspray' met een speciaal uitgekozen stam lactobacillen in een speciale formule.
Bacteriën in de neus inbrengen kan een hele uitdaging zijn, omdat de neus zo goed is in het wegfilteren van lichaamsvreemde bestanddelen: elke substantie die in de neus wordt ingebracht verdwijnt gewoonlijk binnen 15 minuten. Na de spray 2 maal per dag toegediend te hebben gedurende 14 dagen, bleven de bacteriën echter langer dan 15 minuten in de neus - ze koloniseerden de neus tot 2 weken lang zonder enige nadelige effecten.
De studie van de spray was niet opgezet om te kijken naar gunstige effecten, maar sommige deelnemers vermeldden op anekdotische wijze wel dat ze minder problemen met hun neus hadden en zeiden dat ze beter konden ademhalen.
De volgende stap voor de onderzoekers is na te gaan of de fimbriae en het vermogen om oxidatiestress te doorstaan de sleutel vormen tot de gunstige ontstekingsremmende eigenschappen van de bacteriestam, en ook te identificeren welke antimicrobiële moleculen de stam nog produceert naast melkzuur.
Uiteindelijk is het doel van het team therapeutische middelen gebaseerd op neusprobiotica te ontwikkelen om de symptomen van patiënten met sinusitis te verlichten.
"Sinusitis-patiënten hebben niet veel opties voor behandelingen", zei Lebeer, en bij de behandelingen die wel beschikbaar zijn, duiken er vaak problemen op als resistentie tegen antibiotica en neveneffecten. "We denken dat bepaalde patiënten baat zouden hebben bij een herschikking van hun microbioom en het introduceren van goede bacteriën in hun neus om een aantal symptomen te verlichten. Maar we hebben nog een lange weg af te leggen met klinische en verdere mechanistische studies."
De studie van Lebeer en het Procure-team, dat bestaat uit onderzoekers van de Universiteit Antwerpen en ook onderzoekers van de Universiteit Gent en de Katholieke Universiteit Leuven, is gepubliceerd in Cell Reports. Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van Cell Press.