Weizmann Institute of Science: onderzoekers hebben ontdekt dat darmbacteriën het immuunsysteem van hiv-patiënten kunnen versterken

Prof. Eran Elinav (links) van het Weizmann Instituut voor Wetenschap en Prof. Hila Elinav, hoofd van het Hadassah AIDS-centrum in Jeruzalem. Foto Weizmann Instituut

Een baanbrekend onderzoek, uitgevoerd in Israël en Ethiopië en donderdag gepubliceerd, werpt licht op hoe bacteriën in de darmen de immuunafweer actief kunnen versterken bij mensen met een beginnende hiv-infectie, schrijft Times of Israel na het persbericht van Weizmann Instituut.

Het onderzoek, geleid door een echtpaar, prof. Eran Elinav van het Weizmann Instituut voor Wetenschap in Rehovot en prof. Hila Elinav, hoofd van het Hadassah AIDS Centrum in Jeruzalem, toont aan dat de micro-organismen die in het spijsverteringskanaal leven, bekend als het darmmicrobioom, een actief onderdeel vormen van het immuunsysteem van het lichaam.

Het rapport, dat ondanks ernstige tegenslagen werd gepubliceerd, verscheen in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Nature Microbiology. Een van de eerste auteurs van de studie moest zijn huis in Ethiopië ontvluchten toen er een burgeroorlog uitbrak terwijl hij daar onderzoek deed, en het laboratorium van de hoofdonderzoeker in het Weizmann Instituut werd afgelopen juni verwoest door een Iraanse ballistische raketaanval op het instituut.

De bevindingen van het rapport maken de weg vrij voor nieuwe medische therapieën die zich richten op het bacteriële ecosysteem van het lichaam om het immuunsysteem te versterken bij mensen met hiv.

"Onze studie levert sterk bewijs bij mensen dat het microbioom en het immuunsysteem elkaar causaal beïnvloeden", aldus Eran Elinav. "Het microbioom fungeert zelfs als een soort immuunorgaan: het vormt de immuniteit en reageert er tegelijkertijd op."

HIV tast het immuunsysteem van het lichaam aan.

Het humaan immunodeficiëntievirus (hiv) is een virus dat het immuunsysteem van het lichaam aanvalt en verzwakt. Het verworven immunodeficiëntiesyndroom (aids) treedt op in het meest geavanceerde stadium van de infectie.

HIV tast witte bloedcellen aan, waardoor de patiënt vatbaarder wordt voor ziekten zoals tuberculose, infecties en sommige vormen van kanker.

HIV wordt tussen mensen overgedragen wanneer besmette lichaamsvloeistoffen in de bloedbaan van een ander terechtkomen, meestal via onbeschermde seks, het delen van gebruikte spuiten of van moeder op kind tijdens de zwangerschap, de bevalling of het geven van borstvoeding.

Met de juiste behandeling zal echter niet iedereen met hiv aids ontwikkelen.

Schoolmeisjes poseren met spandoeken terwijl ze in de vorm van een rood lint staan ​​om aandacht te vragen voor 'Wereld AIDS-dag' in Amritsar, India, op 1 december 2025. Foto AFP

Volgens de meest recente cijfers van het ministerie van Volksgezondheid leven er in Israël 9.064 mensen met hiv. In Ethiopië leven ongeveer 600.000 mensen met het virus. De laatste cijfers van de Wereldgezondheidsorganisatie laten zien dat wereldwijd meer dan 40 miljoen mensen hiv hebben.

Het microbioom analyseren

Het darmmicrobioom is een enorm ecosysteem van triljoenen micro-organismen, waaronder bacteriën en schimmels, die in de darmen leven.

Deze essentiële microben sturen het immuunsysteem aan om onderscheid te maken tussen onschadelijke stoffen en gevaarlijke ziekteverwekkers. Wanneer dit delicate evenwicht verstoord raakt, kan dit chronische ontstekingen veroorzaken en het lichaam kwetsbaar en verzwakt maken.

Voor hun onderzoek analyseerden de onderzoekers van Weizmann de samenstelling van het darmmicrobioom in de ontlasting van ongeveer 70 mensen met hiv in Israël en een vergelijkbaar aantal in Ethiopië. Van elk van hen werden op verschillende tijdstippen tijdens de virusinfectie monsters afgenomen.

Toen het project van start ging, was dr. Jemal Ali Mahdi, een van de belangrijkste leden van de studie, bezig met zijn promotieonderzoek aan de Ben-Gurion Universiteit van de Negev. Hij sloot zich als gaststudent aan bij het laboratorium van Eran Elinav in Weizmann.

Mahdi werd een van de eerste vijf co-auteurs van de studie, samen met dr. Stavros Bashiardes, dr. Melina Heinemann, dr. Lorenz Adlung en dr. Rafael Valdés-Mas, en was verantwoordelijk voor het verzamelen van de monsters in Ethiopië, samen met het lokale medische team.

Kort na zijn terugkeer brak er echter een burgeroorlog uit in de regio, waardoor hij gedwongen werd naar de Verenigde Staten te vluchten. Later keerde hij terug naar Ethiopië om, ondanks het aanhoudende gevaar, te helpen bij de voltooiing van het onderzoek.

Voor het onderzoek vergeleken de wetenschappers de microbioomprofielen van deelnemers in beide landen met die van niet-geïnfecteerde personen uit hetzelfde geografische gebied. Alle hiv-positieve deelnemers ontvingen de standaard antivirale therapie die in hun land beschikbaar was, hoewel de medicijnen in Ethiopië over het algemeen minder geavanceerd waren dan die in Israël.

Een 3D-illustratie van staafvormige bacteriën en coccen in het menselijk microbioom. Foto ToI

Naast het in kaart brengen van het microbioom, maten de wetenschappers ook de hoeveelheid CD4 T-cellen, een essentiële immuuncel die de afweer van het lichaam tegen infecties coördineert.

Bij mensen met hiv vernietigt het virus geleidelijk de CD4 T-cellen, en als dit niet behandeld wordt, daalt het aantal CD4-cellen uiteindelijk drastisch, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor ernstiger ziekten die met aids samenhangen.

Een groot deel van de vernietiging van deze cellen vindt plaats in de binnenbekleding van de darmen, die een belangrijke schuilplaats vormen voor hiv.

"De darmen fungeren als een soort reservoir voor hiv, en de T-cellen in de darmwand blijven beschadigd, zelfs wanneer het immuunsysteem in de rest van het lichaam herstelt dankzij antivirale therapie," aldus Hila.

De microbioom van mensen met hiv verschilde van die van de niet-geïnfecteerde controlegroep. Bovendien merkten de wetenschappers op dat de samenstelling van de darmmicroben bleef veranderen naarmate de hiv-infectie vorderde.

Sommige van deze microbiële veranderingen werden zowel bij Ethiopische als Israëlische deelnemers waargenomen, wat wijst op universele biologische regels; andere waren uniek voor één land en weerspiegelen waarschijnlijk de invloed van het lokale dieet en de levensstijl op de aanwezige darmmicroben, aldus de onderzoekers.

"Wij denken dat het virus de bacteriën niet rechtstreeks aantast," aldus Eran. De wetenschappers ontdekten in plaats daarvan dat hiv het immuunsysteem beïnvloedt, dat normaal gesproken "natuurlijke antibiotische moleculen" afscheidt.

Deze elektronenmicroscopische afbeelding, beschikbaar gesteld door de Amerikaanse National Institutes of Health, toont een menselijke T-cel (blauw) die wordt aangevallen door hiv (geel), het virus dat aids veroorzaakt. Foto AP

De wetenschappers voerden vervolgens een vervolgtest uit en brachten darmmicroben van mensen met hiv en van niet-geïnfecteerde vrijwilligers over naar muizen die ofwel helemaal geen microben hadden, ofwel waarvan het microbioom sterk was gereduceerd door antibiotica.

Aangezien muizen niet vatbaar zijn voor hiv, kunnen eventuele veranderingen in het immuunsysteem van de dieren niet door het virus worden veroorzaakt.

De onderzoekers stonden aanvankelijk perplex door de resultaten, zo vertelden ze.

Microbiomen van hiv-dragers verhoogden het aantal CD4 T-cellen in de darmen van muizen zelfs nog meer dan bij muizen die darmmicroben van niet-geïnfecteerde donoren hadden ontvangen.

Dit toonde de primaire rol aan van het microbioom bij het vormgeven van de immuunfunctie tijdens een hiv-infectie, aldus de wetenschappers.

Bij sommige deelnemers die een ernstige immuundeficiëntie en aids hadden ontwikkeld, bood hun microbioom echter geen ondersteuning meer aan het immuunsysteem. Muizen die darmbacteriën van deze aids-patiënten kregen, hadden lage CD4-waarden en de "helpende hand" van het microbioom was verdwenen.

Cruciaal voor plaatsen zonder geavanceerde antivirale behandeling.

De wetenschappers gaven aan dat toekomstige behandelingen voor hiv-patiënten zich mogelijk richten op het microbioom door middel van een voedzaam en uitgebalanceerd dieet, probiotica of zelfs bacteriofagen – bacteriënetende virussen.

"Er moet nog veel werk verzet worden om de precieze microben en moleculen te identificeren die hierbij betrokken zijn", aldus Hila. "Maar onze studie suggereert dat het veranderen van het microbioom in de toekomst mogelijk kan helpen de immuniteit te ondersteunen en het risico op levensbedreigende infecties bij mensen met hiv te verlagen."

Hila, die als vrijwilliger werkte in een kliniek in de noordelijke Tigray-regio van Ethiopië, een gebied dat geteisterd wordt door armoede en aanhoudende burgeroorlogen, zei dat deze behandeling "vooral cruciaal is op plaatsen waar geavanceerde antivirale therapieën nog niet beschikbaar zijn, of bij patiënten van wie het immuunsysteem onvoldoende hersteld is door antivirale behandeling."