Diversiteit en samenstelling van de darmmicrobiota zijn essentieel voor kolonisatieresistentie. De aanwezigheid van bepaalde sleutelsoorten blijkt van vitaal belang, zelfs als deze individueel weinig bescherming bieden. Opmerkelijk is dat sommige bacteriegroepen pathogenen effectief kunnen blokkeren door essentiële voedingsstoffen voor de pathogenen weg te nemen.
Door individuele cultivatie van honderd humane darmbacteriën met de pathogenen Klebsiella pneumoniae en Salmomella typhimurium legden de onderzoekers de mate van kolonisatieresistentie bloot. Intrigerend genoeg bood zelfs de best presterende soort beperkte bescherming tegen de pathogenen. Echter, wanneer de onderzoekers de soorten combineerden tot diverse groepen van maximaal vijftig soorten, observeerden ze aanzienlijke beperkingen van de groei van de pathogenen. Ze konden deze patronen bevestigen toen ze kiemvrije muizen koloniseerden met een deelverzameling van deze groepen en ze daarna een pathogeen toedienden.
Diversiteit bleek cruciaal voor kolonisatieresistentie, maar groepssamenstelling bleek even belangrijk. Zowel in vitro als in vivo ontdekten de onderzoekers dat kolonisatieresistentie afhankelijk is van de aanwezigheid van bepaalde soorten, zelfs als deze soorten op zichzelf weinig bescherming boden. Het lijkt erop dat sommige groepen in staat zijn het pathogeen te blokkeren als ze de voedingsstoffen consumeren die het pathogeen nodig heeft.
Deze resultaten ondersteunen het idee dat een meer diverse microbiota een verbeterde bescherming biedt tegen de kolonisatie door pathogenen. De onderzoekers concluderen dat kolonisatieresistentie een collectieve eigenschap is van bacteriegroepen. Dit betekent dat een enkele stam alleen beschermend is in combinatie met andere. Een toename van de diversiteit van de microbiota vergroot de kans op bescherming tegen pathogenen. Daarbij is de overlap in het gebruik van voedingsstoffen tussen de groep en het pathogeen cruciaal. Het onderzoek benadrukt het belang van een gevarieerde voeding bij het ondersteunen van een gezonde microbiota. Hierbij gaat het om vezelrijke en gefermenteerde producten, afkomstig van biodiverse landbouw.
Spragge F, Bakkeren E, Jahn MT, et al. Microbiome diversity protects against pathogens by nutrient blocking. Science; 2023;382(6676):eadj3502