Quorum sensing in het microbioom

Quorum sensing in het microbioom, bacteriën communiceren

Je microbioom bestaat uit alle bacteriën die in en op je lijf leven. De bekendste zijn de darmflora, de mondflora, de huidflora en de vaginale flora. Het microbioom heeft onderlinge communicatie nodig om te overleven, de quorum sensing in het microbioom.

Microbioom-bacteriën werken samen

In de bacteriepopulatie wordt hard gevochten, geproduceerd en probeert elke groep te overleven. Om te overleven hebben die groepen (stammen) voeding, vocht en ruimte nodig. Aan die ruimte stelt elke stam eigen eisen: de zuurgraad, het type voeding, de vochtigheid, de temperatuur.

Wat is een quorum

Bacteriën zijn extreem klein. Als zij een verandering nodig hebben zoals meer voeding of een andere zuurgraad dan moeten zij samenwerken. Om effect te hebben moeten er dus voldoende samenwerkende bacteriën aanwezig zijn. Er is een minimale hoeveelheid bacteriën nodig om bepaalde eigenschappen te vertonen en om effect te hebben. Een “minimum aantal” wordt een quorum genoemd.

Bacteriën weten met hoeveel zij zijn om effect te hebben, dus is er “iets” waardoor zij weten hoeveel buren zij hebben, er is dus communicatie. De ontdekster hiervan Bonnie Basler legt het uit in deze TedTalk.

Wat is quorum sensing

Bacteriën kunnen “zien” hoeveel soortgenoten er zijn en zij kunnen “nagaan” hoeveel andere soorten er zijn. Een universele taal tussen de verschillende bacterie-stammen. Samenwerkende bacteriën moeten dus met elkaar overleggen, er moet communicatie zijn om samen iets te verbeteren. De communicatie wordt quorum sensing genoemd. Het quorum voelt met sensoren wat er aan de hand is. Door het uitscheiden en ontvangen van chemische moleculen (hormonen) beïnvloeden de bacteriën elkaars gedrag en gaan zij groeien, stoffen produceren, zich rustig houden of sterven zij. Quorum sensing werkt met receptoren op bacteriën, met eiwitten (proteïnen) en enzymen.

Bacteriën die bijvoorbeeld geleerd hebben hoe je een bepaald antibioticum kunt weerstaan kunnen deze informatie overdragen aan soortgenoten. Als de communicatie succesvol is en de informatie door een quorum wordt gedeeld ontstaat er resistentie tegen een antibioticum.

Bacteriën die een fysieke bedreiging zien gaan bijvoorbeeld een beschermende biofilm produceren. Gezamenlijk produceren en verzamelen zij stoffen die een beschermend laagje over de populatie vormt. Tandplaque is een bekend voorbeeld van biofilm. De bacteriën onder de biofilm zijn veilig. De quorum sensing, de onderlinge communicatie van bacteriën, wordt nog duidelijker met een voorbeeld;

Voorbeeld quorum sensing:

De oksel-bacteriën bestaan voor 80 procent uit bacteriën van één soort. Bij de meeste mensen is dat de onschuldige bacterie Staphylococcus epidermis. Als je een paar dagen niet doucht merk je dat zij groeien in aantal en dat er bepaalde sterke snelgroeiende bacteriën zijn die ook nog eens stinken, zij produceren zwavel-achtige stoffen. Deze bacteriën hebben blijkbaar de temperatuur, de vochtigheid en de voeding die zij nodig hebben.

Als er na het douchen aan deze populatie andere bacteriën worden toegevoegd die hun eigen voeding meenemen ontstaat er “paniek”. De bacteriën die al een plekje hebben ontvangen via hun receptoren dat er competitie ontstaat over de leefruimte, dat de nieuwe indringers hun eigen voeding hebben en dat die “nieuwen” dus gaan groeien. Het heeft geen zin voor de verkeerde stinkbacteriën om zich te vermenigvuldigen, de voeding lusten zij niet, er komt steeds minder leefruimte dus ze gaan afscheid nemen. Kort gezegd: door goede bacteriën met hun eigen voeding aan te brengen weten de verkeerde bacteriën dat zij niet kunnen groeien en dat zij rustig kunnen ophouden te bestaan.

Meer over oksel-bacteriën, zweet en deo’s in dit Volkskrant artikel.

Nieuwe generatie deo

Een nieuwe methode om okselfris te blijven maakt gebruik van die quorum sensing, Je spuit met een pompspray goede bacteriën met voeding onder je arm en de oorlog begint. De goede winnen, er ontstaan geen grote populaties stinkbacteriën.

De nieuwe antibiotica probeert ook gebruik te maken van quorum sensing door de communicatie van verkeerde stammen te verstoren. De “next generation antibiotica”. Maar het kan nog mooier worden door de communicatie van goede bacteriën zoals in je darmflora (probiotica) te stimuleren en te verbeteren.

Quorum sensing is ook 1 verklaring voor communicatie en interactie tussen de darmflora en de vaginale flora.

Afbeelding van Nicola Giordano