Recent benoemde persoonlijk hoogleraar Clara Belzer onderzoekt hoe darmmicrobioom menselijke gezondheid ondersteunt

De micro-organismen in je darmen verraden of je een koffiedrinker bent. En of je regelmatig sushi eet. Darmbacteriën passen zich namelijk aan aan stofjes in koffie en zeewier. “Dat illustreert hoe nauw ons darmmicrobioom en voedingspatroon verweven zijn en hoe we ons microbioom kunnen sturen”, zegt Clara Belzer.

Hoewel ieders microbioom een unieke samenstelling van bacteriën, virussen en schimmels heeft, voeren ze vergelijkbare functies uit. Ze helpen bij de vertering, produceren stoffen die ons immuunsysteem versterken en halen extra energie uit voeding. Volgens Belzer onderschatten we hun bijdrage nog te vaak. “We denken meestal dat voeding rechtstreeks door ons lichaam wordt verwerkt, maar een deel van wat we eten gaat langs onze microben. Daardoor kan dezelfde maaltijd voor verschillende mensen iets anders betekenen.”

Het onderzoek van Belzer richt zich voornamelijk op wat zij de gut microbiome–glycan nexus noemt: de relatie tussen darmbacteriën en complexe suikers die ons lichaam zelf produceert. Dat zijn bijvoorbeeld suikers in moedermelk of in de slijmlaag die de darmwand beschermt. Sommige bacteriën hebben zich tijdens de evolutie gespecialiseerd om precies van die stoffen te leven. Een van de bekendste voorbeelden is Akkermansia muciniphila, een bacterie die het slijm op onze darmwand gebruikt als voedingsbron. Dat lijkt op het eerste gezicht ongunstig, maar dat is het niet, verzekert Belzer. “Zij trimmen een moleculaire beschermkap eraf, zodat ook andere micro-organismen er daarna van kunnen snoepen. Door de slijmlaag af te breken, stimuleren de bacteriën de darm om nieuw slijm aan te maken.” Zo ontstaat een dynamisch evenwicht waarin mens en microbe elkaar in stand houden.

Die samenwerking heeft mogelijk gevolgen die veel verder reiken dan de darm alleen. Belzer en collega’s zagen eerder dat mensen met obesitas en daaraan gerelateerde stofwisselingsproblemen gemiddeld minder Akkermansia in hun darmen hebben. In dieronderzoek leidde toevoeging van die bacterie ertoe dat muizen op een calorierijk dieet minder aankwamen. Inmiddels verschijnen ook de eerste studies bij mensen. Dat betekent dus dat de voedingswaarde van een maaltijd niet vastligt en dat de informatie op het etiket niet per definitie voor iedereen geldt. Wat jij uit het product haalt, ligt aan je darmmicroben. Zo komt het dan jij uit dat ene product meer nutriënten of calorieën, en dus energie, haalt, dan een ander. 

Dat laat zich volgens de hoogleraar goed illustreren in steriele dieren, dieren vrij van micro-organismen. “Zij moeten veel meer eten om op gewicht te blijven en genoeg nutriënten te krijgen om gezond te blijven.” Hetzelfde speelt bij te vroeg geboren kinderen. Daar zagen onderzoekers dat een deel van de voedingsstoffen uit moedermelk ongebruikt het lichaam weer verlaat, omdat het microbioom nog niet volledig in staat zijn die voeding te verwerken. Voor Belzer zijn zulke resultaten vooral een beginpunt. Ze wil niet alleen weten of een bacterie een effect heeft, maar vooral hoe. Welke moleculen geven signalen af? Welke receptoren reageren daarop? En waarom verdwijnt zo’n bacterie soms uit een darmecosysteem en komt ze niet vanzelf terug?

Belzers interesse ligt daarnaast ook bij de vraag hoe voeding bestaande darmgemeenschappen subtiel kan bijsturen. Kun je bepaalde bacteriën stimuleren zodat ze meer gunstige stoffen produceren? Kun je voedingsstoffen ontwerpen die lijken op de complexe suikers uit moedermelk of darmslijm? En hoe test je zulke ideeën zonder meteen in mensen te experimenteren? Daarom bouwt haar onderzoeksgroep nu aan zogeheten synthetische microbiële gemeenschappen: zorgvuldig samengestelde mengsels van darmbacteriën die in bioreactoren functioneren als een vereenvoudigd model van het menselijke darmmicrobioom. Daarmee hoopt ze preciezer te kunnen ontrafelen welke bacteriën wat doen, en uiteindelijk hoe voeding en microbioom samen de gezondheid ondersteunen.

Clara Belzer studeerde biologie aan de Utrecht University en promoveerde in 2007 aan het Erasmus Medical Center op onderzoek naar interacties tussen mens en microben in de darm. Daarna werkte zij als postdoc aan Harvard Medical School, waar zij met kiemvrije muismodellen darmmicrobioom-symbioses onderzocht. Sinds 2010 werkt zij bij Wageningen University & Research, waar zij haar eigen onderzoeksgroep binnen het Laboratorium voor Microbiologie opbouwde. Naast haar onderzoek ontwikkelde zij de cursus The Human Microbiome, die wereldwijd tienduizenden deelnemers bereikte, en zet zij zich actief in voor onderwijs en publiekscommunicatie.