(Meta)genomische veranderingen tijdens C. difficile kolonisatie

Clostridioides difficile is een sporenvormende Gram-positieve bacterie die ernstige darminfecties kan veroorzaken in met name kwetsbare groepen (ouderen en immuungecompromitteerden), maar ook in zoogdieren (inclusief landbouw- en huisdieren). 

In 2024 heeft deze groep een gecontroleerd humaan kolonisatie model ontwikkeld, waarbij sporen van een niet-ziekmakende variant van C. difficile middels capsules wordt toegediend aan gezonde vrijwilligers. Deze studie (CloDiCo, Clinicaltrials.gov NCT05693077) heeft laten zien dat het voor de succesvolle kolonisatie noodzakelijk is om het darmmicrobioom te verstoren met het antibioticum vancomycine; zonder antibiotica trad er bijna geen kolonisatie op. De monsters verzameld in de CloDiCo-studie zijn uniek omdat a) ze materiaal bieden om mechanismen en voorspellers van kolonisatie te bestuderen, nog vóór ziekteontwikkeling optreedt, en b) omdat er met zeer frequent en over een langere periode bemonsterd is. Dit stelt onderzoekers in staat onderzoek te doen dat met monsters van patiënten onmogelijk is.

Doel

Met de huidige aanvraag willen de onderzoekers 2 belangrijke vragen beantwoorden:

1. Wat voor veranderingen treden er op in het microbioom van de vrijwilligers tijdens en na kolonisatie met C. difficile?
2. Wat voor veranderingen treden er op in de genetische informatie van C. difficile (verschil tussen toegediende en teruggekweekte isolaten) gedurende de kolonisatie van gezonde vrijwilligers?

Werkwijze

Om deze vragen te beantwoorden, wordt een analyse uitgevoerd van het totale microbiële DNA uit feces. Daarnaast wordt de complete genetische informatie van geselecteerde C. difficile isolaten bepaald.

Samenwerkingspartners

In deze studie werkt de aanvrager samen met de onderzoeksgroep Microbiële Systeembiologie (prof. dr. G. Zeller) en het Center for Microbiome Analyses and Therapeutics (dr. J.G.E. Henderickx). De uitkomsten zullen breed gedeeld worden met relevante stakeholders (onderzoekers, clinici en belangenorganisaties).

Verwachte resultaten

De analyse van de samenstelling en functionele capaciteit van de micro-organismen in de feces zal tonen of de aanwezigheid van C. difficile andere micro-organismen beïnvloedt, welke micro-organismen kolonisatie door C. difficile beïnvloeden (en hoe), en welke bacteriën mogelijk als bron dienen voor de waargenomen genetische veranderingen van C. difficile zelf. Dit maakt het mogelijk om op grond van het microbioom voorspellingen te doen over welke patiënten of vrijwilligers een verhoogde kans op kolonisatie door C. difficile hebben. De analyse van de genetische informatie van C. difficile isolaten stelt de onderzoekers in staat te kijken naar zowel subtiele genetische veranderingen (polymorfismen), als grotere veranderingen (bijvoorbeeld overdracht van plasmiden en mobiele genetische elementen). Dit geeft hen informatie over hoe snel de bacterie verandert als deze tijdelijk een nieuwe gastheer koloniseert, hetgeen niet systematisch onderzocht is en wat belangrijke implicaties kan hebben voor moleculaire diagnostiek en genetische epidemiologie.