Het belang van bacteriële endotoxines in stedelijke omgevingen.

Onze longen zijn het grootste contactpunt van de mens met zijn externe omgeving. De longen staan bloot aan meer dan 8000 liter geïnhaleerde lucht per dag. Al zijn ze niet zichtbaar voor het blote oog, de lucht wemelt van bacteriën. Onvermijdelijk dat deze bacteriën dan ook vaak voorkomen in ons ademhalingsstelsel. Blootstelling aan deze bacteriën en componenten ervan is belangrijk gebleken voor de ontwikkeling van ons immuunsysteem (hygiëne hypothese). Maar wat gebeurt er wanneer we in een stedelijke omgeving zowel worden blootgesteld aan bacteriën als vervuiling?Intussen weten we allemaal dat luchtverontreiniging een grote impact heeft op onze gezondheid. De Wereld GezonheidsOrganisatie (WGO) schat dat luchtverontreiniging in 2012 globaal gezien 1 op de 8 doden veroorzaakte, ook omdat luchtverontreiniging gelinkt wordt aan hartaanvallen, hartziekten, longkankers, chronische en acute longziekten waaronder astma. Luchtverontreiniging heeft niet alleen een weerslag op onze gezondheid maar ook op onze levenskwaliteit. België is hierbij een zwarte vlek op de wereldkaart inzake luchtverontreiniging veroorzaakt door verkeer. De waarden voor fijn stof in België behoren tot de hoogste van West-Europa. De verontreiniging die het meest in verband gebracht is met gezondheidseffecten is het fijn stof. Fijn stof is een heterogeen mengsel van vloeibare en vast partikels opgelost in de lucht en zijn zo klein (< 10µm) dat ze kunnen worden geïnhaleerd. Studies tonen aan dat de gezondheidseffecten, gerelateerd aan de hoeveelheid ingeademd fijn stof, terug te leiden zijn tot oxidatieve stress en ontstekingen van de luchtwegen. Er is tegenstrijdig bewijs in de literatuur over welk mechanisme en precieze elementen uit fijn stof aanzetten tot een ontstekingsreactie. Fijn stof bestaat uit een zeer complex mengsel waaronder bacteriële endotoxines (ook lipopolysacchariden) afkomstig uit de celwand van Gram-negatieve bacteriën. Deze bacteriële componenten staan bekend om hun hoge pro-inflammatoire eigenschappen. Om hun rol te kunnen inschatten in ontstekingen als gevolg van fijn stof, moeten we weten of er endotoxines aanwezig zijn in de stedelijke omgeving.Verschillende wereldwijde studies tonen aan dat er endotoxines voorkomen in de stedelijke omgeving, echter in zeer lage concentraties. Dit ontkracht hun belang in stedelijke omgeving en dus ook hun invloed op ontstekingen als gevolg van fijn stof. We hebben echter de methodes onderzocht die gebruikt werden in al deze studies en kwamen tot de conclusie dat hierbij gebruik werd gemaakt van filter-gebaseerde staalnamen. Het probleem met dit soort staalname is dat, eenmaal het endotoxine gecapteerd is op de filter, het heel erg moeilijk is om deze te recupereren voor verdere analyses. Een verbetering van deze methode is de 'impinger-based' staalname, zoals gebruikt in onze studie. Hierbij worden de endotoxines uit de lucht direct opgevangen in water wat een tot 30 maal hogere endotoxines concentraties geeft. Nu dat we weten dat endotoxines in significante waarneembare concentraties aanwezig zijn in stedelijke omgeving, dwingt het ons om hun rol in fijn stof gerelateerde ontstekingen te herevalueren. In dit project zullen we:i) De spatio-temporele concentraties van endotoxines in kaart brengen en gebruik maken van kolonie PCR en sequencing van het 16S rRNA gen om de mogelijke bronnen van endotoxines te identificeren in stedelijke omgevingenii) De bijdrage van microbiële endotoxines in fijn stof gerelateerde ontstekingen onderzoeken door gebruik te maken van een menselijke longcellijn. iii) Meer mechanistisch inzicht krijgen in de ontstekings respons en de regulatie van de belangrijkste receptoren door gebruik te maken vab RT qPCR en speciaal ontwikkelde PCR arrays of RNA sequencingiv) Onze bevindingen valideren in menselijke vrijwilligers via neusswabs na een korte blootstelling aan fijn stof.

Trefwoorden:ENDOTOXINE, MICROBIOLOGIE

Disciplines:Microbiologie, Systeembiologie, Laboratoriumgeneeskunde