Het microbioom van het invertebrate gastheer model Galleria mellonella wordt gedomineerd door Enterococcus
Camille Nina Allonsius, Wannes Van Beeck, Ilke De Boeck, Stijn Wittouck & Sarah Lebeer
2019
Animal Microbiome
Ongewervelde modelorganismen, zoals de larven van de grote wasmot (Galleria Mellonella), worden steeds populairder als alternatief voor het bestuderen van infecties door micro-organismen of het testen van nieuwe antibiotica. Het is geweten dat de natuurlijk aanwezige micro-organismen (het microbioom) een invloed hebben op de ontwikkeling van het immuunsysteem en groei van de gastheer. Om de wasmot larven als modelsysteem dus volledig te begrijpen en gebruiken is het nodig om het microbioom verder te karakteriseren.
In deze studie onderzochten we het natuurlijke microbioom van verschillende locaties op en in het lichaam van de larve: de huid, de vetlichaampjes, de darmen en het haemolymf. Al deze locaties werden gedomineerd door één Enterococcus taxon en toonde weinig andere diversiteit. Daarnaast vonden we ook dat er weinig effect lijkt te zijn van productie omgevingen, larven opgegroeid met of zonder antibiotica of hormonen, op het microbioom.
Onze resultaten tonen aan dat de larven een heel simplistisch microbioom hebben wat het potentieel van de Galleria mellonella larven als nieuw modelorganisme voor bacteriële interacties versterkt.
Vergelijkende genoomanalyse van Lactobacillus mudanjiangensis, een weinig bestudeerde bacterie binnen de Lactobacillus plantarum groep
S. Wuyts, C. Allonsius, S. Wittouck, S. Thys, B. Lievens, S. Weckx, L. De Vuyts and S. Lebeer
2019
Microbial Genomics
Het genus Lactobacillus is zeer divers en bestaat uit verschillende fylogenetische groepen. Een van de meest opmerkelijke fylogenetische groepen is de Lactobacillus plantarum groep, die de weinig bestudeerde Lactobacillus mudanjiangensis soort bevat. Vóór deze studie was er slechts één L. mudanjiangensis stam beschreven, maar zonder analyse van het hele genoom. In deze studie werden drie stammen, geclassificeerd als L. mudanjiangensis, geïsoleerd uit drie verschillende wortelsapfermentaties en werd hun hele genoomsequentie bepaald, samen met de genoomsequentie van de typestam. De genomen van alle vier de stammen werden vergeleken met openbaar beschikbare genoomsequenties van de L. plantarum groep. Deze analyse toonde aan dat L. mudanjiangensis de op één na grootste genoomgrootte en aantal genen van de hele L. plantarum groep had. Bovendien vertoonden alle stammen de aanwezigheid van een gen dat codeert voor een cellulose-afbrekend enzym. Ten slotte toonden drie van de vier onderzochte L. mudanjiangensis stammen de aanwezigheid van pili (staartvormige structuren op de oppervlakte van de bacterie) op microscopiebeelden.
Een genoomgebaseerde species taxonomie van het Lactobacillus Genus Complex
Stijn Wittouck, Sander Wuyts, Conor J. Meehan, Vera van Noort, Sarah Lebeer
2019
mSystems
Er zijn vandaag meer dan 200 bacteriële species gepubliceerd binnen het Lactobacillus Genus Complex (LGC). Voor de meerderheid van deze species is het volledige genoom van de “typestam” gesequeneerd. Hoewel genoom-gebaseerde cutoffs om bacteriële species van elkaar te onderscheiden door de community aanvaard zijn als de gouden standaard methode, worden die cutoffs zelden effectief toegepast, met als gevolg dat sommige species veel diverser zijn dan gemiddeld, en andere veel minder divers. Daarbovenop is het dankzij de recente beschikbaarheid van genoomdata voor meer en meer stammen duidelijk aan het worden dat veel stammen fout geclassificeerd zijn op species niveau.
Wij hebben een de novo species taxonomie opgesteld voor het LGC, op basis van 2459 publiek beschikbare genomen, door consequent een cutoff toe te passen van 94% core nucleotide identity. Vervolgens hebben we deze de novo species vergeleken met de gepubliceerde species en subspecies, door (1) genomen van typestammen te identificeren binnen de de novo species en (2) 16S rRNA gensequenties te extraheren uit de genomen en deze te vergelijken met sequenties van typestammen. In onze de novo species taxonomie is het LGC onderverdeeld in 239 species, die duidelijk van elkaar gescheiden zijn in termen van genoomsimilariteit. De vergelijking met gepubliceerde species toont aan dat negen paren van gepubliceerde species samengevoegd zouden kunnen worden omdat ze te sterk verwant zijn, en één gepubliceerd species in twee gesplitst kan worden omdat het te divers is. Verder hebben we acht de novo species geïdentificeerd die nieuwe, nog ongepubliceerde species voorstellen. Tot slot hebben we 74 genomen geherclassificeerd op species niveau en 98 ongeclassificereerde genomen voor het eerst geclassificeerd.
Globaal gezien is de huidige staat van de LGC taxonomie op species niveau verrassend consistent met de gangbare genoomgebaseerde cutoffs. Om de huidige taxonomie volledig in overeenstemming te brengen met deze cutoffs, zullen echter wel nog een beperkt aantal aanpassingen gemaakt moeten worden aan de officiële taxonomie.
Vanuit recente microbioominzichten bij otitis media naar probiotische strategieën
Marianne F. L. van den Broek, Ilke De Boeck, Filip Kiekens, An Boudewyns, Olivier M. Vanderveken, Sarah Lebeer
2019
Clinical Microbiology Reviews
De microbiota of bacteriën van de bovenste luchtwegen beschermen ons tegen schadelijke bacteriën via uiteenlopende mechanismen. Verschillende factoren uit de omgeving en van het menselijke lichaam zelf kunnen de samenstelling van deze bacteriën beïnvloeden zodat er een onevenwicht ontstaan waardoor we gevoeliger zijn aan een infectie of ontsteking. Melkzuurbacteriën zijn belangrijke vertegenwoordigers van de microbiota in de luchtwegen en worden geassocieerd met een goede gezondheid. Deze bevinding vormt de basis van dit overzichtsartikel, waar we de huidige inzichten beschrijven van het moleculaire en klinische potentieel van melkzuurbacteriën voor de bovenste luchtwegen. Dit is momenteel namelijk nog niet voldoende onderzocht in microbioom- en probiotica onderzoek.
Candida Albicans morfogenese wordt gehinderd door chitinase van Lactobacillus Rhamnosus GG
C. Allonsius, D. Vandenheuvel, E. Oerlemans, M. Petrova, G. Donders, P. Cos, P. Delputte and S. Lebeer
2019
Scientific Reports
Verschillende klinische studies hebben het potentieel van lactobacillen als probiotica tegen Candida schimmelinfecties onderzocht, maar met uiteenlopende resultaten. Het beter begrijpen van de werking van Lactobacillus stammen wordt echter belemmerd door een gebrek aan inzicht in hun werkingsmechanismen. In deze studie wilden we de moleculaire mechanismen onderzoeken die verantwoordelijk zijn voor de remmende effecten van lactobacillen op de vorming van schimmeldraden (hyfen). Deze schimmeldraden zijn een cruciale stap in de virulentie van C. albicans.
Via een screening van verschillende Lactobacillus stammen ontdekten we dat L. rhamnosus, L. casei en L. paracasei de sterkste activiteit vertoonden tegen de vorming van deze schimmeldraden. Msp1 (een peptidoglycaanhydrolase) werd geïdentificeerd als een sleutelmolecule, dankzij zijn mogelijkheid om chitine af te breken. Chitine is een belangrijke bouwsteen in de celwand van C. albicans. Onze bevindingen zullen helpen bij een betere selectie van stammen en een verbeterde toepassing in toekomstige klinische onderzoeken naar Lactobacillus gebaseerde Candida-strategieën.
Elastisch herstel van vulmiddelen om de levensvatbaarheid van Lactobacillus Rhamnosus GG tijdens directe compressie te garanderen
E. Byl, S. Lebeer and F. Kiekens
2019
European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics
Tabletten worden steeds vaker onderzocht als doseringsvorm voor orale probiotica. In dergelijke tabletten verhoogt de droge vorm de stabiliteit van het product. Bovendien zitten de probiotische cellen vast in de tabletmatrix, die ze beschermt tegen de omgevingsfactoren van het menselijk lichaam. De ontwikkeling van een probiotische tablet met een voldoende aantal levensvatbare cellen blijft echter een uitdaging vanwege de stress van het compressieproces. De ongunstige omstandigheden tijdens de productie kunnen de cellen beschadigen, wat leidt tot verlies van levensvatbaarheid en falen van de therapie. In deze studie werd het effect van het compressiegedrag van vulmiddelbinders op de overleving van Lactobacillus rhamnosus GG tijdens de tabletproductie onderzocht. De resultaten toonden aan dat het elastische herstel van het vulmiddel tijdens decompressie een beschermende rol speelde bij de overleving van bacteriën, waardoor de compressiestress tijdens de productie werd verminderd. Hierdoor waren de bacteriële cellen minder beschadigd, wat resulteerde in een hoger overlevingspercentage en een betere stabiliteit tijdens langdurige opslag. Het elastische herstel van een vulmiddelbinder is dus een belangrijke factor voor het beschermen van probiotische cellen tijdens directe compressie en opslag.
