Een verhaal van twee niches: Een onderzoek naar de rol van de darm als een bron van vaginale bacteriën.
Abstract
Het menselijk vaginaal microbioom wordt vaak gedomineerd door Lactobacillus. Deze bacterie beschermt de vrouwelijke gastheer tegen invasieve pathogenen door een zure omgeving te creëren. Dit fenotype wordt echter enkel bij mensen gezien: geen enkele andere primatensoort heeft een dominantie van melkzuurbacteriën in de vagina. Dit doet vragen rijzen over de evolutie van dit microbiële systeem binnen de primaten. Een belangrijke voorwaarde om dit evolutionair raadsel op te lossen is een begrip van de bronnen van het vaginaal microbioom bij primaten: aangezien alle primaten steriel worden geboren, moeten commensale bacteriën opgenomen worden vanuit de omgeving in de breedste zin van het woord. Onderzoek spitst zich voornamelijk toe op transmissie van bacteriën tussen individuen (bv. verticaal tussen moeder en dochter of horizontaal tussen sociale partners), maar er kan ook een belangrijke invloed zijn van andere microbiomen binnen hetzelfde individu, zoals het darmmicrobioom. In primaten liggen de anus en de vagina anatomisch dicht bij elkaar, wat een transmissieroute tussen darm en vagina vergemakkelijkt, wat ook wel de 'darm-vagina-as' wordt genoemd. Bacteriële genera overlappen vaak tussen de darm en de vagina in mensen en andere primatensoorten, maar dit is geen rechtstreeks bewijs voor transmissie omdat de soorten of zelfs de stammen volledig kunnen verschillen. In dit BOF KP willen we onderzoeken of het darmmicrobioom een ecologisch relevante bron vormt voor vaginale bacteriën, gebruikmakend van de evolutionair nauwste verwant van de mens, de bonobo (Pan paniscus), als studiesysteem. Hierdoor draagt deze studie bij aan een groter project waarbij onderzocht wordt hoe verticale en horizontale transmissie bijdraagt aan de samenstelling van het vaginaal microbioom van de bonobo. We zullen diepe metagenoomsequencing toepassen op meststalen afkomstig van vrouwelijke bonobo's in Europese en Noord-Amerikaanse dierentuinen. Deze data wordt geïntegreerd met microbioomdata van vaginale swabs van dezelfde individuen. Door herhaalde staalname bij deze dieren kunnen we ook onderzoeken of bacteriële stammen in de darm en de vagina op hetzelfde moment worden gedetecteerd of juist met een vertraging (bijvoorbeeld, eerst in de darm en pas later in de vagina en niet meer in de darm), en kunnen we bestuderen of stammen die gedeeld worden tussen vagina en darm langdurig in de vagina aanwezig kunnen blijven en dus deze niche effectief kunnen koloniseren. Dankzij deze fondsen kunnen we tot een robuster overzicht komen van de bronnen van het vaginaal microbioom bij primaten, wat tot nieuwe inzichten zal leiden in de ecologie en evolutie van complexe gastheer-microbioom relaties binnen de mensapen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Torfs Jonas
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Onderzoek naar de ecologische processen die het vaginale microbioom vormen bij een seksueel fluïde mensaap (Pan paniscus)
Abstract
Het menselijk vaginaal microbioom wordt vaak gedomineerd door Lactobacillus, die de vrouwelijke gastheer beschermt tegen pathogenen door melkzuur te produceren, wat een zure omgeving creëert. Dit fenotype lijkt echter uniek te zijn voor de mens: bij geen enkele andere primatensoort domineert Lactobacillus in het vaginale microbioom, wat vragen oproept over de evolutie van dit microbioom binnen primaten. Een eerste vereiste om deze puzzel op te lossen is het verwerven van inzicht in de ecologische processen (bv. dispersie, lokale selectie) die het vaginaal microbioom bij primaten vormgeven. In deze studie zal ik het vaginaal microbioom van de bonobo (Pan paniscus) onderzoeken, een mensapensoort waarbij vrouwtjes onderling frequent sociosexuaal contact hebben. Door shotgun metagenomic sequencing toe te passen op vaginale swabs, en deze resultaten te koppelen aan (gedrags)data verzameld in een uitgebreide cohort van bonobo's in gevangenschap, zal ik de onafhankelijke effecten van horizontale, verticale, en intra-individuele (darm-vagina) bacteriële transmissie op het vaginale microbioom onderzoeken. Bovendien zal ik de samenstelling van het vaginale microbioom van de mens vergelijken met dat van bonobo's en onderzoeken welke lokale selectiemechanismen verantwoordelijk zijn voor het bepalen van de verschillen via in-vitro testen. Deze analyses zullen nieuwe inzichten opleveren in de bepalende factoren, en uiteindelijk in de evolutie, van dit onderbelichte microbieel ecosysteem.Onderzoeker(s)
- Promotor: Lebeer Sarah
- Co-promotor: Staes Nicky
- Co-promotor: Wittouck Stijn
- Mandaathouder: Torfs Jonas
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
De darm-brein as: een onderzoek naar het darmmicrobioom en zijn invloed op het gedrag van de bonobo (Pan paniscus).
Abstract
Het is al lang geweten dat onze darmbacteriën een belangrijke invloed hebben op onze fysieke en mentale gezondheid. Daarnaast legt recente literatuur steeds meer de nadruk op de potentiële rol van het darmmicrobioom in de regulatie van gedrag en hersenfuncties. Darmmicroben spelen een belangrijke rol in de ontwikkeling en regulatie van gedrag en cognitie, waardoor er een verbinding tussen het brein en de darm vormt die men ook wel de "darm-brein as" noemt. Omgekeerd zal het sociaal gedrag van de gastheer zelf een directe invloed hebben op de samenstelling van zijn microbioom, wat aangeeft dat deze as bidirectioneel is. Er is echter weinig geweten over de darm-brein as in dieren in het algemeen, maar voornamelijk in mensapen, hoewel zij door hun nauwe verwantschap een excellent studiesysteem vormen om de evolutie van de darm-brein as te onderzoeken in de mens. Hoofdzakelijk bonobos zijn een bijzonder interessante modelsoort door de grote overlap in socio-cognitieve vaardigheden met mensen, maar verrassend genoeg blijkt hun microbioom bijna onbestudeerd. Daarom zal in deze studie het microbioom van de bonobo gekarakteriseerd worden en zal onderzocht worden welke factoren de interindividuele variatie in compositie van het microbioom verklaren, inclusief gedrag. Verder zal ik gedragsobservaties uitvoeren, in combinatie met experimentele manipulaties van het microbioom, om nauwkeurig het bidirectioneel verband tussen het microbioom en bonobo socialiteit te bestuderen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Eens Marcel
- Co-promotor: Staes Nicky
- Mandaathouder: Torfs Jonas
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject