Stofje van darmbacteriën verlengt het leven van fruitvliegjes

Onderzoekers van de Kindai University en de Kanazawa University in Japan hebben ontdekt dat een stofje uit darmbacteriën, putrescine, de levensduur van fruitvliegjes kan verlengen. Het gaat om een zogeheten polyamine, een molecuul dat al langer in verband wordt gebracht met een langer en gezonder leven. Nieuw is dat de onderzoekers nu concreet konden aantonen dat bacteriën in de darm dit effect zelfstandig kunnen veroorzaken, los van wat een dier via de voeding binnenkrijgt.

Het team, geleid door universitair hoofddocent Shin Kurihara en hoogleraar Takayuki Kuraishi, werkte met kiemvrije fruitvliegjes die ze bewust koloniseerden met genetisch aangepaste E. coli-bacteriën. Zo konden ze precies controleren welke stoffen de bacteriën wel of niet aanmaakten, en welk effect dat had op de gastheer.

Eerst voeding, dan bacteriën

Eerst testten de onderzoekers wat er gebeurt als vliegen zonder eigen microbioom extra polyamines via hun dieet kregen. Vliegen op een polyaminevrij dieet leefden gemiddeld 18,2 dagen. Met putrescine erbij liep dat op tot 20,8 dagen, met het verwante stofje spermidine tot 21,1 dagen. Dat bevestigde dat polyamines uit voeding al een meetbaar effect hebben.

Vervolgens onderzocht het team of bacteriën in de darm zelf, zonder polyamines in het dieet, hetzelfde effect konden opwekken. Daarvoor gebruikten ze drie varianten van de bacterie E. coli: een normale stam die putrescine aanmaakt (SK929), een mutant waarbij drie genen voor de aanmaak van putrescine waren verwijderd (SK930), en een hersteld stam die de aanmaak weer kon (SK931). In vliegen met de putrescine-producerende bacteriën vonden de onderzoekers duidelijk meetbare hoeveelheden van de stof in het lichaam, terwijl die bij de mutante stam niet aantoonbaar waren.

Langer leven, maar niet voor iedereen gelijk

Bij mannetjesvliegen was het effect overtuigend: dieren met de putrescine-producerende bacteriestammen leefden gemiddeld 13,8 en 12,6 dagen, tegenover 11,0 dagen bij de controlegroep zonder putrescine-aanmaak. Bij vrouwtjes was het beeld wisselender. Met de ene putrescine-producerende stam werd 14,9 dagen gehaald, duidelijk langer dan de 11,0 dagen van de controlegroep. Met de andere, in principe vergelijkbare stam bleef de levensduur echter steken op 10,7 dagen. Waarom het effect bij vrouwtjes minder consistent is, is nog onduidelijk.

De onderzoekers vonden wel een mogelijke verklaring op moleculair niveau. Vliegen met putrescine-producerende bacteriën hadden een lagere activiteit van de genen TotM en Halo. TotM hangt samen met de JAK/STAT-route, een signaalpad dat betrokken is bij afweerreacties en stress, en dat met het ouder worden juist actiever wordt. Een lagere activiteit van dat pad zou kunnen bijdragen aan een langer leven, al is het precieze mechanisme nog niet vastgesteld.

Volgens Kurihara laat de proefopstelling zien hoe je het effect van één specifieke bacteriële stof op levensduur geïsoleerd kunt bestuderen. Dezelfde aanpak kan volgens hem worden ingezet om andere stoffen te onderzoeken die darmbacteriën produceren. Op termijn hopen de onderzoekers dat dit soort inzichten kan leiden tot voeding of probiotica die gericht de polyamineproductie in de darm stimuleren.