In deze grafiek is duidelijk te zien (de kleuren geven verschillende typen bacteriën aan) dat er bij elke verdunning vervuiling optreedt. Zwart is de Salmonella-bacterie uit het oorspronkelijke monster. De proeven zijn in drie labs gedaan. Con is de samenstelling van het nulexperiment. Duidelijk is te zien dat die ‘lab-samenstelling’ gaandeweg gaat overheersen. (afb: BMC Biology)

Je kent ze ongetwijfeld wel, al die onderzoeken die melden dat die en die bacteriën in je microbioom (bacteriehuishouding) je die of die goede (of slechte) dingen ten deel laten vallen. Wantrouw ze, want het blijkt dat nogal wat bacteriestudies last hebben van vervuiling. De onderzoekers bevelen aan uiterste zorgvuldigheid te betrachten bij het gebruik van sequentietechnieken bij kleine hoeveelheden biomassa. De oplossing lijkt (mij) simpel: doe paralellel aan je experimenten een controleproef met een steriel monster. De vervuiling komt namelijk van de gebruikte extractiekits en reagentia en uit de labomgeving.

In ons lichaam leven tientallen biljoenen micro-organismen. Die worden bij elkaar het microbioom genoemd. Dat is van groot belang voor ons welzijn. Bacteriën e.d. leveren hand- en spandiensten op het gebied van spijsvertering, maar ook bij het voorkomen van ziektes. Zelfs in delen van het lichaam met relatief weinig micro-organismen, zoals de longen, blijkt dat de veranderingen van de samenstelling van het microbioom een rol spelen bij bepaalde ziektes zoals astma.
Nieuwe technieken voor het aflezen van DNA (sequentietechnieken) hebben bijgedragen aan de snelle groei van het onderzoek aan het microbioom. Het huidige onderzoek, geleid door het Sanger-instituut van de Britse Wellcome Trust, laat zien dat via het gebruik van extractiehulpmiddelen, reagentia of de labomgeving de monsters makkelijk vervuild kunnen worden met micro-organismen. De onderzoekers vonden dat in sommige gevallen 270 verschillende bacteriën werden gevonden in controlemonsters, waar daar maar een zou moeten zijn. Monsters van microbiomen waar maar weinig bacterien in voorkomen, zoals longen of bloed, hadden daar, dat spreekt, het meeste last van. We praten dan over hoeveelheden van 1000 bacteriecellen. Een normaal monster bevat al gauw honderdduizend maal zo veel cellen.
Alan Walker van het Sangerinstituut schrijft het ‘vervuilingsprobleem’ toe aan de steeds grotere verfijning van de sequentietechnieken. “Je komt er ook heel kleine populaties van bacteriën mee op het spoor. Die monsters zijn uiterst gevoelig voor vervuiling met ander DNA. Dat kan gebeuren bij het verzamelen van de monsters, bij het behandelen er van, bij de extractie of bij de vermenigvuldiging via de polymerasekettingreactie. Die vervuiling kan de uitkomst van het onderzoek ernstig beïnvloeden en daarom moeten onderzoekers bij kleine hoeveelheden de grootste zorgvuldigheid betrachten.”

Dat monsters vervuild kunnen raken was natuurlijk al langer bekend, maar de onderzoekers hebben nu systematisch bekeken wat voor een invloed die heeft op monsters afhankelijk van de grootte van de bacteriepopulatie. Daarbij gingen de onderzoekers uit van een reine cultuur van de Salmonella bongori–bacterie en bekeken wat er gebeurde als de monsters verschillende malen werden verdund. Ze zagen een spectaculaire stijging van bacteriën die niet in het oorspronkelijke monster voorkwamen, waarbij uiteindelijk de Salmonella-bacterie een kleine minderheid werd (alles gemeten aan het bacterie-DNA). Het onderzoek werd in verschillende laboratoria gedaan en het bleek dat de bacteriepopulaties die de monsters vervuilden ook varieerden met het lab. Veel van de vervuilende bacteriën zijn te vinden in de bodem, het leidingwater of op de menselijke huid. De onderzoekers vonden ook een grote mate van overeenkomst tussen de vervuilende bacteriën die zij aantroffen en die welke in oudere studies met een lage biomassa werden aangetroffen. Zo werd ooit in een studie een bacterie, die normaal in de buurt van plantenwortels wordt aangetroffen, in verband gebracht met het ontstaan van een ziekte.
Om te laten zien dat vervuiling de uitkomst van een onderzoek helemaal onderuit kan halen, onderzochten ze monsters uit de neus van mensen in een Thais/Birmees vluchtelingenkamp om te bepalen of ze last hadden van pneumokokken, bacteriën die longaandoeningen kunnen veroorzaken. Ze zagen aanvankelijk patronen van neusmicro-organismen, maar beseften gaandeweg dat die afkomstig waren van de verschillende vervuilingen die door de verschillende productieseries van het gebruikte extractiesysteem waren geïntroduceerd in de geteste monsters.

Om de vervuiling ‘kwijt te raken’ stellen de onderzoekers voor om negatieve controles te gebruiken om de bacteriële vervuiling te identificeren. Ook kunnen ze de biomassa van het oorspronkelijke monster vergroten door filtratie en verrijking. Uiteraard moeten onderzoekers er alles aan doen om vervuiling te vermijden, maar dat wordt natuurlijk uiterst lastig als de hulpmiddelen en reagentia die je gebruikt om je proeven uit te voeren verontreinigd zijn.

Bronnen: Science, Eurekalert