Fecal bacteriome in pediatric celiac disease in relation to the gluten-free diet and PFAS exposure: a multiomic study

Coeliakie is een aandoening waarbij het immuunsysteem van het lichaam per ongeluk de dunne darm aanvalt wanneer iemand gluten eet, een eiwit dat voorkomt in tarwe, gerst en rogge. Voor mensen met deze aandoening is de enige effectieve behandeling een strikt, levenslang dieet dat gluten volledig uitsluit. Hoewel dit dieet de darmen de kans geeft om te herstellen en symptomen te doen vervagen, hebben artsen en wetenschappers zich lang afgevraagd of het interne ecosysteem van de darmen volledig herstelt. De darm is de thuisbasis van biljoenen microscopisch kleine organismen, voornamelijk bacteriën, die helpen bij de vertering van voedsel en het trainen van het immuunsysteem. In de afgelopen jaren zijn onderzoekers ook gaan kijken naar de manier waarop moderne omgevingschemicaliën dit delicate evenwicht kunnen verstoren. Een groep van deze chemicaliën, bekend als per- en polyfluoroalkylsubstances, of PFAS, zijn synthetische verbindingen die worden gebruikt in alles van anti-aanbakpan tot voedselverpakkingen. Omdat deze chemicaliën niet gemakkelijk afbreken in het milieu of het lichaam, worden ze soms "forever chemicals" genoemd, en wetenschappers onderzoeken of ze de darmbacteriën of het immuunsysteem op manieren kunnen verstoren die bijdragen aan ziekten zoals coeliakie.

Een team van onderzoekers in Tsjechië besloot deze vragen te onderzoeken door een groep kinderen met coeliakie gedurende een bepaalde periode te volgen. Ze wilden zien wat er gebeurde met de bacteriën in hun ontlasting wanneer deze kinderen begonnen met een glutenvrij dieet, en of blootstelling aan PFAS-chemicaliën een rol speelde in hun darmgezondheid. De studie omvatte drieëntwintig kinderen die net de diagnose coeliakie hadden gekregen en drieëntwintig andere kinderen die de aandoening niet hadden. De onderzoekers verzamelden bloed- en ontlastingsmonsters van de coeliakiegroep op het moment van diagnose, en vervolgens opnieuw nadat de kinderen vier tot zes maanden op een glutenvrij dieet zaten, en tot slot na twaalf tot achttien maanden. Ze controleerden ook het bloed van alle kinderen op PFAS-niveaus en maten specifieke antilichamen in het bloed en sporen van gluten in de ontlasting om te zien hoe goed de kinderen zich aan hun dieet hielden.

De resultaten toonden aan dat de kinderen met coeliakie op het moment van diagnose een minder diverse darmbacteriegemeenschap hadden dan de gezonde kinderen. Hun darmen bevatten minder van de gunstige bacteriën die bekend staan om het produceren van gezonde verbindingen voor het lichaam, zoals korteketenvetzuren, en hadden hogere niveaus van bepaalde bacteriën die vaak worden gelinkt aan ontsteking. Wanneer de kinderen begonnen met hun glutenvrije dieet, lieten hun bloedtesten zien dat hun immuunsysteem tot rust kwam, en hun dieetnaleving was uitstekend, zoals bevestigd door tests die zochten naar sporen van gluten in hun ontlasting en veranderingen in bloedantilichamen. Echter, het verhaal van hun darmbacteriën was complexer. Hoewel sommige van de gunstige bacteriën begonnen toe te nemen en de schadelijke bacteriën begonnen af te nemen na enkele maanden op het dieet, keerde de bacteriegemeenschap niet volledig terug naar de staat die werd gezien bij de gezonde kinderen, zelfs niet na meer dan een jaar strikt dieet. Sterker nog, sommige van de verbeteringen die werden gezien op het vier- tot zesmaandenpunt leken weer iets terug te vallen tegen het twaalf- tot achttienmaandenpunt, wat suggereert dat het herstel van het decosysteem geen eenvoudige, rechte lijn naar gezondheid is.

De onderzoekers keken ook nauwgezet naar de niveaus van PFAS-chemicaliën in het bloed van de kinderen. Ze ontdekten dat de totale hoeveelheid van deze chemicaliën vergelijkbaar was bij de kinderen met coeliakie en de gezonde kinderen, wat betekent dat een hogere blootstelling aan deze chemicaliën niet een belangrijke factor leek te zijn bij het veroorzaken van de ziekte in deze groep. Echter, toen ze dieper in de gegevens duikten, ontdekten ze een ander soort verband. Bij de kinderen met coeliakie waren specifieke soorten PFAS-chemicaliën gekoppeld aan de niveaus van bepaalde bacteriën in de darm en aan de sterkte van de immuunrespons. Zo waren hogere niveaus van bepaalde PFAS geassocieerd met lagere niveaus van gunstige bacteriën die korteketenvetzuren produceren. Deze verbanden werden niet gevonden bij de gezonde kinderen, wat suggereert dat de darmbacteriën van kinderen met coeliakie anders kunnen reageren op deze omgevingschemicaliën.

De studie concludeert dat hoewel een glutenvrij dieet essentieel is bij de behandeling van coeliakie, het mogelijk niet genoeg is om de bacteriële wereld van de darmen volledig te herstellen naar een gezonde staat. De darmbacteriën van deze kinderen vertonen een dynamisch patroon van verandering dat verbetert maar niet volledig normaliseert, zelfs niet wanneer het dieet perfect wordt gevolgd. Het onderzoek benadrukt ook dat hoewel PFAS-blootstelling misschien niet de primaire oorzaak is van coeliakie bij deze kinderen, het nog steeds de darmbacteriën en het immuunsysteem op specifieke manieren kan beïnvloeden die specifiek zijn voor de ziekte. Deze bevindingen suggereren dat de behandeling van coeliakie uiteindelijk meer kan vereisen dan alleen het dieet, waarbij men bijvoorbeeld kan overwegen hoe de darmbacteriën vollediger kan herstellen of hoe omgevingsfactoren de het vermogen van de darmen om te genezen kunnen beïnvloeden. Het werk onderstreept dat de menselijke darm een complex systeem is waar dieet, bacteriën en omgevingschemicaliën allemaal een rol spelen bij gezondheid en ziekte.