Beheersing van microbiële samenlevingen: theorie naar praktijk

Microbiële samenlevingen zijn complexe systemen met interacterende soorten. Sleutelen aan deze complexe systemen om gewenste uitkomsten te behalen is extreem moeilijk, zoals mislukte pogingen om ecosystemen te manipuleren laten zien. Recent werk indiceert dat microbiële samenlevingen in de menselijke darm zogenoemde ‘sturende’ soorten bevatten  die een verandering naar een andere samenleving kunnen veroorzaken als ze gemanipuleerd worden. Er bestaan theoretische methodes om deze sturende soorten te vinden en effectieve manipulaties te voorspellen. Deze methodes zijn nog niet in de praktijk geëvalueerd. De kern van dit project is het testen van deze methodes in een proof of concept experiment op een samenleving van menselijke darmbacteriën die in vitro zijn gekweekt. We zullen hiervoor eerst in silico voorspellen hoe een samenleving met een kleine hoeveelheid van soorten die geässocieerd zijn met een gezond darmsysteem gestuurd kan worden naar een configuratie met meer van deze soorten. Daarna zullen we deze perturbatie in vitro uitvoeren. Het veroorzaken van zo’n verandering in de samenleving vereist kennis van de microbiële soorten en hun interacties, maar kan potentieel accurater zijn dan aspecifieke behandelingen met bijvoorbeeld prebiotica. Daarmee zal deze proof of concept een stap zijn naar gepersonaliseerde behandelingen gericht op de darmflora.