Bacterien en huid: geen `oppervlakkige’ relatie
ArrayEen groot deel van de bacteriën die op onze huid leven (‘het microbioom’) bevindt zich niet aan de oppervlakte, maar in de diepere huidlagen. Dat ontdekten onderzoekers van het UMC St Radboud, samen met hun collega’s van NIZO food research in Ede en de Universiteit van Wageningen. Ook vonden zij opmerkelijke verschillen tussen mannen en vrouwen in de bacteriële samenstelling van de diepere huidlaag. Hun publicatie verscheen in het tijdschrift Genome Biology.
Miljarden micro-organismen
Op onze huid bevinden zich miljarden micro-organismen. Het zijn vooral bacteriën, maar het kunnen ook schimmels, virussen of gisten zijn. Zij vormen samen met de opperhuid een natuurlijke barrière voor vreemde indringers. Deze organismen zijn te klein om met het blote oog te zien. Vroeger moesten bacteriën eerst op kweek worden gezet om te bepalen om welke soort het ging. Minder dan een procent van de bacteriesoorten is echter te kweken, waardoor een groot deel van de diversiteit werd gemist. Technologische ontwikkelingen op het gebied van DNA-sequencing maken het nu mogelijk om complete bacteriepopulaties te analyseren (zogeheten “microbioom-analyses”).
Plakband op de huid
Onderzoekers van het UMC St Radboud onderzochten met die nieuwe technieken de huid om zo de verscheidenheid van micro-organismen te bepalen.`We hebben van gezonde proefpersonen huidmonsters afgenomen van de oksel, de binnenkant van de elleboog, het voorhoofd en de bovenkant van de bil – het gebied op de onderrug net bij de broekriem’, zegt Patrick Zeeuwen, onderzoeker bij het Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences (NCMLS) van het UMC St Radboud en eerste auteur van de publicatie.
Daarnaast hebben we de bacteriële samenstelling van de diepere lagen van de opperhuid onderzocht. Dat deden we door een stukje plakband op de huid te plakken en dat er vervolgens weer af te trekken. Tape stripping heet dat. Dat doe je zo’n twintig tot veertig keer achter elkaar, dan is de hele bovenkant van de huid, de dode hoornlaag, eraf gestript en kom je bij het steriele deel. Pijnlijk? Dat valt erg mee. Het voelt net als een pleister verwijderen. Op deze manier werden de huidbacteriën van zes mannen en zes vrouwen verzameld, om daarna hun DNA te isoleren.
Eerste in Europa
De gegevens werden geanalyseerd door NIZO Food Research in Ede en het Centre for Molecular en Biomolecular Informatics (CMBI) van het UMC St Radboud. Dat gebeurde met `DNA sequencing’, een methode om de volgorde en samenstelling van genen te bepalen. `Met DNA sequencing kun je alle bacteriën aantonen’, legt Zeeuwen uit. `Er zijn al eerder studies gedaan bij gezonde vrijwilligers om het zogeheten microbioom op de huid te bepalen, maar die gingen uit van een statische situatie. Het bijzondere van ons onderzoek is dat we hebben gekeken naar een dynamisch proces, dus naar beschadiging van de huid en het daaropvolgende herstel. Wij zijn een van de eerste groepen in Europa die dit soort grootschalige microbioom-analyses van de huid uitvoeren.’
Opmerkelijke man/vrouw-verschillen
De verwachting was, dat de huidbeschadiging het evenwicht zou verstoren tussen de huid van de gastheer en de daarop levende micro-organismen. `Na twee weken keken we weer naar de huid, die dan volledig lijkt hersteld en er weer uitziet als normale huid. Maar toen we dit microbioom vergeleken met dat van de onbeschadigde huid, zagen we iets heel anders: na twee weken was de huid nog helemaal niet hersteld.’
Verrassend was ook dat de bacteriële samenstelling na het huidherstel meer leek op de samenstelling in de diepere lagen van het stratum corneum, de hoornlaag, dan op het oorspronkelijke microbioom van de onbeschadigde huid. Het feitelijke microbioom van de huid zit dus niet in de oppervlakkige laag, maar in de diepere lagen van de hoornlaag.
Zeeuwen en zijn collega’s vergeleken ook de microbiële samenstelling van de bovenste hoornlaag van normale, onbeschadigde huid met die van de diepere lagen. Daarbij vonden ze opmerkelijke verschillen tussen mannen en vrouwen. Ook bleken de bacteriën niet evenredig verdeeld over de lagen. `We zagen bovendien een enorme variatie tussen de verschillende proefpersonen. Die uitte zich ook in de aanmaak van lichaamseigen antibiotica, afweerstoffen die door de huidcellen worden uitgescheiden.’
Bacterien uit geslachtsorganen
`Verschillen aan het huidoppervlak ontstaan vooral door ander gedrag’, zegt Zeeuwen. `Vrouwen gebruiken bijvoorbeeld meer cosmetica. Daarom hebben we ook huidmonsters genomen van de onderrug, waar gedragsinvloeden een minder grote rol spelen. Opmerkelijk genoeg vonden we ook in de diepere huidlagen bacteriën uit de genitaliën, bij vrouwen afkomstig uit de vagina en bij mannen van de penis. Het ging weliswaar om kleine hoeveelheden, maar het is toch verrassend.’
De onderzoekers zijn blij met de resultaten. `We hadden deze uitkomsten niet verwacht. Het was de vraag of het technisch überhaupt haalbaar zou zijn, dus we zijn trots dat het is gelukt. We gaan nu onderzoek doen bij patiënten met huidziekten, zoals psoriasis, eczeem, of chronische zweren. Dan kijken we of het microbioom tijdens de behandeling verandert en wat de invloed is van medicijnen. Zo hopen we in de toekomst te komen tot medicatie op maat.’
Human Microbiome Project
Het Nijmeegse onderzoek sluit aan op het Human Microbiome Project, dat vijf jaar geleden in de Verenigde Staten startte op initiatief van de National Institutes of Health (NIH). Tijdens dit omvangrijke project is het menselijk microbioom in kaart gebracht voor zes verschillende plekken van het menselijk lichaam: darmen, keel, mond, vagina, huid en longen.
Bron: UMC St Radboud
