Welke omgevingsfactoren beïnvloeden onze gezondheid?

Sarah De Saeger

Gezondheid is eenvoudig gezegd de som van genen, gedrag en omgeving. Onze genen kunnen we niet zomaar veranderen. Als we willen voorkomen dat we ziek worden, is het interessanter om te kijken naar ons gedrag en onze omgeving. Die kunnen we wel beïnvloeden. De UGent, KU Leuven, Universiteit Antwerpen en UHasselt bundelen daarom hun expertise in het eerste grootschalige exposoomonderzoek in Vlaanderen.

Dankzij de ontcijfering van het menselijk genoom, onze genetische handleiding, kregen wetenschappers een beter inzicht in genetische aandoeningen. Dat leidde tot tal van nieuwe behandelingen. Onderzoekers beseften tegelijk dat ze niet alle aandoeningen kunnen verklaren aan de hand van genetische factoren. Ook ons gedrag (hoe vaak we bewegen, wat we eten en hoeveel stress we ervaren) en omgevingsfactoren (zoals luchtkwaliteit, allergenen of de positieve invloed van een groene omgeving) beïnvloeden onze gezondheid. Dat geldt ook voor de micro-organismen die in en op ons lichaam leven, en de processen die zich daar afspelen.

Wetenschappers noemen al deze niet-genetische factoren samen het “exposoom”, dat samen met je genoom bepaalt of je ziek wordt of gezond blijft. ‘Genoom en exposoom zijn sterk met elkaar verbonden’, zegt voedingsexpert Sarah De Saeger (UGent) die het Vlaams Exposoom Project coördineert. ‘Het kan bijvoorbeeld zijn dat je genetisch voorbestemd bent om een bepaalde kanker te ontwikkelen, maar je exposoom zal bepalen of, wanneer en in welke mate je ziek wordt. Het exposoom is voor de preventieve geneeskunde daarom misschien wel nog interessanter dan het genoom. Ons exposoom kunnen we, in tegenstelling tot ons genoom, wel beïnvloeden. We kunnen ons gedrag en heel wat omgevingsfactoren veranderen en zo het risico op bepaalde aandoeningen verminderen.’

"We kijken zowel naar de grote buitenwereld als naar de microwereld in ons lichaam, en dat voor de hele levensloop, van foetus tot senior. Die aanpak is uniek."
67-33

Al moet je daarvoor natuurlijk eerst weten welke omgevingsfactoren onze gezondheid beïnvloeden, en in welke mate ze dat doen. Dankzij iBOF (een nieuw interuniversitair financieringskanaal, red.) brengen onderzoekers van de universiteiten van Gent, Antwerpen, Hasselt en Leuven daarom de komende vier jaar zoveel mogelijk cruciale omgevingsfactoren in kaart. ‘We kijken zowel naar de grote buitenwereld als naar de microwereld in ons lichaam, en dat voor de hele levensloop, van foetus tot senior’, verduidelijkt De Saeger. ‘Die aanpak is uniek. In het verleden keken onderzoekers vaak naar één chemische stof en de impact daarvan op één aandoening. Nu kijken we vanuit drie verschillende perspectieven: externe polluenten (vervuilende stoffen, red.), processen in ons lichaam én genetica.’

De link tussen omgeving en gezondheid

Het Vlaams Exposoom project wil in de eerste plaats nieuwe inzichten verzamelen over de impact van omgevingsfactoren op de ontwikkeling van darmgerelateerde aandoeningen, waaronder diabetes, obesitas, metabool syndroom, voedselallergieën en gastro-intestinale kankers. De Saeger: ‘Het project koppelt twee bestaande cohortonderzoeken (wetenschappelijke studies waarbij een groep mensen voor langere tijd wordt gevolgd) aan partners die bijkomende data over omgevingsfactoren verzamelen. Het Limburgse Geboortecohort van milieu-epidemioloog Tim Nawrot (Universiteit Hasselt) volgt kinderen vanaf de geboorte. De onderzoekers nemen bij de geboorte navelstrengbloed af en bewaren ook de placenta. Ze achterhalen zo in welke mate een baby al voor de geboorte in contact kwam met blootstelling aan bijvoorbeeld roetdeeltjes uit luchtvervuiling. Het andere cohortonderzoek, het Vlaams Darmflora Project, loopt aan de KU Leuven. Daarin brengt de onderzoeksgroep van microbioloog Jeroen Raes de bacteriën die in onze darmen leven (het microbioom) in kaart. Ze zoeken ook naar mogelijke verbanden tussen een verstoorde darmflora en aandoeningen.’

Vervuiling

De stalen uit beide cohorten worden vervolgens in de labo’s van de andere partners geanalyseerd. Toxicoloog Adrian Covaci (UAntwerpen) zoekt naar plastic-gerelateerde polluenten of pesticiden die via voeding of huishoudelijk stof in ons lichaam terechtkomen. Sarah De Saeger zelf richt zich op mycotoxines. Dat zijn giftige stoffen die door schimmels worden geproduceerd en onbedoeld in voedingsmiddelen terechtkomen. Bio-ingenieur Lynn Vanhaecke (Universiteit Gent) ten slotte bestudeert welke impact die stoffen hebben op ons metabolisme, microbioom en DNA.

Sarah De Saeger: ‘Nadat we zo de aanwezigheid van omgevingsfactoren in kaart hebben gebracht, schakelen we over van het “nat” labowerk naar het “droge” onderzoek: het verwerken en interpreteren van alle verzamelde data. Zo willen we uiteindelijk de factoren identificeren die bij zieke mensen anders zijn dan bij gezonde mensen. Het is mogelijk dat we bijvoorbeeld zien dat mensen die veel mycotoxines binnenkrijgen via hun voeding, voldoende sporten, maar ook blootgesteld zijn aan vervuilde lucht, vaker een bepaalde voedselallergie ontwikkelen. Dat zijn dus verbanden, nog geen oorzaak-gevolg-relaties. Toch kunnen die verbanden het startpunt zijn voor nieuwe inzichten en uiteindelijk onderzoek naar nieuwe behandelingen of preventiemethoden.’

Tools voor preventie

De Saeger denkt dat het Vlaams Exposoom Project een set biomerkers kan opleveren waarop dokters zich kunnen baseren bij het maken van een diagnose. ‘Die biomerkers kunnen alarmbellen doen afgaan, genre: Opgelet! Deze patiënt heeft vergelijkbare waarden van deze biomerker(s) als patiënten met diabetes type 2, maar kan die aandoening mogelijk nog afweren door zijn of haar levensstijl op die manier aan te passen.’ Het onderzoek kan ook de basis vormen voor preventieve adviezen. ‘Het is bijvoorbeeld mogelijk dat we ontdekken dat de limieten voor mycotoxines in de voeding nog meer naar omlaag moeten. De beleidsmakers kunnen zich dan daarop baseren. Hetzelfde geldt voor factoren zoals luchtkwaliteit, sociale cohesie, groene zones in woongebieden, gezonde voeding en lichaamsbeweging. Het uiteindelijke doel is dat iedereen van een “gezond” exposoom kan genieten, wat de kans verkleint dat we ziek worden.’

Giftige schimmels in onze voeding - Sarah De Saeger en Marthe De Boevre (UGent)

Het onderzoeksteam van voedingsexpert Sarah De Saeger van de Universiteit Gent focust zich op mycotoxines, toxische stoffen in onze voeding die afkomstig zijn van schimmels. ‘Denk daarbij niet alleen aan de beschimmelde appel in de fruitmand. Het begint al op het veld. Zo zijn er schimmels die op tarwe groeien, en daar mycotoxines produceren om zich tegen insecten te wapenen. Die toxische stoffen komen uiteindelijk ook in onze voeding, bijvoorbeeld in brood, terecht. Het zijn heel stabiele, chemische stoffen, vergelijkbaar met pesticiden. In grote dosissen verzwakken ze ons immuunsysteem en kunnen ze zelfs kanker veroorzaken.’ Toch hoef je nu niet meteen je brood in de vuilbak te kieperen. ‘Ons voedsel wordt heel streng gecontroleerd. Je loopt hier, in tegenstelling tot in ontwikkelingslanden, dus geen risico op een acute mycotoxine-vergiftiging. Tegelijk weten we onvoldoende over de mogelijke effecten van een chronische inname van lage dosissen.’ De Saeger en De Boevre meten de aanwezigheid van mycotoxines in urine en bloed, en zullen dat ook doen voor de stalen afkomstig uit het Vlaams Exposoom Project. ‘We willen de mycotoxines ook in verband brengen met het microbioom. We weten dat de bacteriën in onze darmen mycotoxines omzetten in andere stoffen, maar het is onduidelijk of dat dan minder of net meer schadelijke stoffen zijn.’

Een blik in de moleculaire wereld in ons lichaam - Lynn Vanhaecke (UGent)

Terwijl Adrian Covaci en Sarah De Saeger omgevingsfactoren uit de “wijde buitenwereld” in kaart brengen, duikt bio-ingenieur Lynn Vanhaecke in de miniatuurwereld in ons lichaam. Zij en haar collega’s bestuderen welke impact metabolieten, de eindproducten van moleculaire processen in ons lichaam, hebben op onze gezondheid. ‘We willen alle metabolieten die aanwezig zijn in ons lichaam in kaart brengen. Ze zijn afkomstig van onder andere de afbraak van voedingsstoffen en het microbioom, en vormen het eindpunt van wat we noemen de “biologische cascade”. Metabolieten hebben de meest nauwe connectie met ons lichaam. Ze zijn daardoor ook betrokken bij het ontstaan van aandoeningen.’

Vanhaecke zal stoelgang-, urine-, speeksel- en weefselstalen uit de cohortonderzoeken van Leuven en Hasselt bestuderen. ‘We identificeren geen individuele metabolieten, maar maken een allesomvattende “metabolische vingerafdruk”. In stoelgang vinden we bijvoorbeeld tot wel twintigduizend metabolieten. Al die stoffen samen vormen een vingerafdruk die we willen linken aan onder andere voedingsallergieën, obesitas en diabetes. We focussen ons op “vreemde moleculen” en hoe die gelinkt zijn aan het optreden van een aandoening. We bekijken ook de relatie van de metabolische vingerafdruk met die van het microbioom en polluenten.’

Lynn Vanhaecke onderzoekt ook hoe ons DNA reageert op chemische stoffen. ‘We bestuderen welke polluenten zich op ons DNA kunnen binden en welke verandering of schade ze op die manier aanbrengen. We weten bijvoorbeeld dat mycotoxines DNA-schade veroorzaken. Ons lichaam verzet zich daartegen, maar als de schade zich blijft opstapelen dan kan die ineens onherstelbaar worden waardoor er een kanker ontstaat. We hopen dat een beter inzicht van die moleculaire processen kan leiden naar betere behandelingen of preventiemethoden. Het is bijvoorbeeld goed mogelijk dat gunstige omgevingsfactoren, zoals een groene omgeving of gezonde voeding, het herstel van moleculaire schade bevorderen.’

Luchtkwaliteit tijdens de zwangerschap heeft impact op levensverwachting baby - Tim Nawrot (Universiteit Hasselt)

Het Limburgse Geboortecohort van milieu-epidemioloog Tim Nawrot (Universiteit Hasselt) volgt kinderen vanaf de geboorte. De onderzoekers nemen bij de geboorte navelstrengbloed af en bewaren ook de placenta. Ze achterhalen zo in welke mate een baby al voor de geboorte in contact kwam met blootstelling aan bijvoorbeeld roetdeeltjes uit luchtvervuiling. ‘De chemische stoffen die een zwangere vrouw via de lucht of voeding binnenkrijgt, hebben ook een impact op de foetus. Dat zien we bijvoorbeeld aan de telomeren, de beschermende kapjes op de uiteinden van chromosomen. Er is een verband tussen de lengte van die telomeren en veroudering: telkens als cellen delen, worden de telomeren iets korter. Cellen met kortere telomeren hebben minder delingen voor de boeg en dus een kortere levensverwachting.’

Tot een aantal jaar terug werden telomeren enkel onderzocht op oudere leeftijd, om een link te leggen met verouderingsziekten. Tim Nawrot toonde aan dat die telomeren veel vroeger, vanaf dag één, een impact hebben op onze gezondheid en levensverwachting. ‘De telomeren van de ene baby zijn korter dan die van een andere. Dat is deels genetisch te verklaren, maar ook door de omgeving. Zo heeft de voeding en het gewicht van de moeder tijdens de zwangerschap een impact, net als de bereikbaarheid van bossen en parken trouwens. We stelden ook vast dat baby’s die tijdens de zwangerschap meer aan luchtverontreiniging werden blootgesteld, kortere telomeren hebben bij de geboorte. Die baby’s beschikken dus in feite over een slechtere buffer tegen veroudering.’

Het Limburgs Geboortecohort telt intussen meer dan tweeduizend pasgeborenen. De kinderen worden op hun vier jaar terug onderzocht op cardiovasculair, cognitief en moleculair vlak. De oudste kinderen zijn nu tien jaar. Het is de ambitie van de onderzoekers om de kinderen levenslang te volgen, want pas dan zal de impact van de zwangerschap op de levensverwachting helemaal duidelijk zijn. ‘Dat zal niet meer met mij als professor zijn’, lacht Tim Nawrot. ‘Maar zo’n levenslange studie zou wel een primeur zijn voor de wetenschap. Er zijn nog geen dergelijke studies uitgevoerd bij mensen. Wetenschappers deden het wel al bij zebravinken. In dat onderzoek zagen onderzoekers dat zebravinken die bij de geboorte langere telomeren hadden zes jaar oud werden, terwijl die met kortere telomeren slechts half zo oud werden. Vermoedelijk geldt dit principe ook voor mensen. We zien bijvoorbeeld dat het verschil in telomeerlengte bij de geboorte ook op vierjarige leeftijd aanwezig is.’

De data en stalen van het Limburgse Geboortecohort zullen nu ook gebruikt worden voor het Vlaams Exposoom Project. De samenwerking moet nieuwe data opleveren. ‘Zo zullen onderzoekers van de Universiteit Antwerpen analyseren welke plastic-gerelateerde polluenten (vervuilende stoffen zoals ftalaten, bisfenol A) zich hebben opgestapeld in de placenta's in de Limburgse biobank. De onderzoeksgroep van Jeroen Raes (KU Leuven) zal het microbioom van de kinderen in kaart brengen. Omgekeerd zullen wij de urine van de deelnemers aan het Vlaams Darmflora Project analyseren op de aanwezigheid van roetdeeltjes. We ontwikkelden een methode om op basis daarvan de totale blootstelling van een individu aan luchtvervuiling te bepalen.’

Professor Nawrot hoopt dat de resultaten beleidsmakers blijven motiveren om te werken aan een betere luchtkwaliteit. ‘Dankzij ons onderzoek weten we bijvoorbeeld dat de normen voor luchtverontreiniging niet op basis van onderzoek bij gezonde twintigjarigen opgesteld moeten worden. De zwangerschap en de eerste levensjaren zijn veel belangrijker. Dan is de impact van luchtverontreiniging groter, omdat de organen van baby’s en jonge kinderen nog vol in ontwikkeling zijn.’

Microbioom als brug tussen exposoom en gezondheid - Jeroen Raes (KU Leuven)

Iedereen heeft een strikt persoonlijk exposoom, want niemand wordt aan precies dezelfde omgevingsfactoren blootgesteld. Toch deel je jouw unieke exposoom met miljarden andere wezens: de micro-organismen die in en op je lichaam leven. Wetenschappers bundelen al die intieme bewoners van ons lichaam onder de noemer “microbioom”. Die micro-organismen zijn in de meeste gevallen compleet onschadelijk’, zegt microbioloog Jeroen Raes (KU Leuven), die in het Vlaams Darmflora Project intussen al een twintigduizendtal microbiomen in kaart bracht. ‘Integendeel, we hebben ons microbioom absoluut nodig om gezond te blijven. Je kan het bijna zien bijna zien als een extra orgaan dat ons voedsel verteert en ons immuunsysteem optimaliseert.’

Het microbioom is volgens Raes ook een belangrijke schakel tussen exposoom en gezondheid. ‘We weten dat het microbioom een rol speelt bij het verwerken van voedingsstoffen en polluenten. Tegelijk kunnen we de samenstelling van een microbioom linken aan de ontwikkeling van darmgerelateerde aandoeningen. Het microbioom bevindt zich dus in het midden, maar we weten nog niet zeker welke rol we aan de micro-organismen mogen toeschrijven. Zorgen vervuilende stoffen voor een verstoring van het microbioom, wat leidt tot de ontwikkeling van darmaandoeningen? Of bepaalt de samenstelling van je microbioom in welke mate je schadelijke stoffen kan verwerken? Dat weten we nog niet. We hopen daarom dat het Vlaams Exposoom Project onder andere op die vragen antwoorden kan bieden.’

Hormoonverstoorders in ons lichaam - Adrian Covaci (Universiteit Antwerpen)

Toxicoloog Adrian Covaci (UAntwerpen) bestudeert plastic-gerelateerde polluenten die via voeding of huishoudelijk stof in ons lichaam terechtkomen. Het gaat onder andere over bekende hormoonverstorende stoffen zoals ftalaten en bisfenol A, maar ook over de chemische stoffen die verbannen stoffen hebben vervangen en pesticiden. Ook Covaci bepaalt de blootstelling op basis van bloed- en urinestalen. ‘Voor het Vlaams Exposoom Project gaan we bestuderen in welke mate de kinderen en volwassenen uit de twee cohortonderzoeken blootgesteld zijn aan schadelijke stoffen. We hopen zo mogelijke links te ontdekken met bepaalde aandoeningen.’ Het onderzoek zit momenteel in de opstartfase. ‘Zo’n onderzoek begint met heel wat praktische vragen: Hoeveel stalen kunnen we per dag verwerken? Hoe moet het transport verlopen? Welke stoffen willen we meten? En hoe? Enzovoort.’

Covaci wil de resultaten in eerste instantie vergelijken met die uit andere studies. ‘Zo kunnen we zien of we de huidige inzichten bevestigen of net tegenspreken. De grootschaligheid van het Vlaams Exposoom Project is uniek. In het verleden waren vergelijkbare onderzoeken kleinschaliger. We hopen dat we dankzij deze grotere onderzoekspopulatie meer nauwkeurige bevindingen en sterkere verbanden zullen vinden.’

Lees ook

Ik twijfel, dus ik ben: Sofie Verbrugge

Sofie Verbrugge

Waar ligt de grens tussen plagen en pesten?

Trustpunt

Sim is student Geneeskunde, maar bouwt ook zwembaden

Sim

“Een duurzamer Europa vraagt verschuiving van activiteiten tussen landen”

Tarwe