Phenylketonuria in a microbial world

Invloed PKU op darmflora en slaap 

Fenylketonurie (PKU), bij een pasgeboren baby aan te tonen met bloed van 'de hielprik', is een metabole aandoening waarbij problemen bestaan in het omzetten van het aminozuur fenylalanine wat leidt tot ernstige verstandelijke beperking. Een vroege en voortdurende dieetbehandeling met beperkte inname van (natuurlijke) eiwitten is aanzienlijk succesvol gebleken, hoewel gedragstekortkomingen nog blijven voorkomen. Els van der Goot onderzocht daarom twee elementen die hier aan ten grondslag kunnen liggen: de darmflora en slaap. 

Van der Goot: 'De darmflora als samengestelde levensgemeenschap zal zich aanpassen aan de veranderde omgeving zoals de verhoogde fenylalanine concentraties en/of de huidige dieetbehandeling. Hierdoor kunnen veranderingen optreden in de metabolieten van de darmflora die kunnen communiceren met het brein via de “gut-microbiome-brain” (GMB) as. We lieten zien dat de darmflora van de PKU muis inderdaad is aangepast aan de PKU omgeving, waarbij zowel de diversiteit als de samenstelling was aangetast - afhankelijk van de ernst van de eiwit-beperking. Een pilot voor vervolg onderzoek toonde aan dat zowel herhaalde orale behandeling als gezamenlijke huisvesting voldoende was om de darmflora te transplanteren in een andere muis.

De effecten van slaapgebrek bij PKU zouden direct ten grondslag kunnen liggen aan de suboptimale uitkomst. Onze resultaten bevestigden verhoogde fragmentatie en diurnaliteit bij onbehandelde PKU muizen, hoewel deze niet gerelateerd leken aan de toename van microglia-activering in de hippocampus. PKU muizen vertoonden bovendien verstoringen in circadiane stabiliteit en ritmiek wat een verzwakt circadiaan “time-keeping” systeem suggereert en mogelijk een oorzakelijke factor is van de slaapstoornissen gevonden op gedragsniveau. Ten slotte bevestigde onderzoek bij Europese PKU-patiënten een verhoogde prevalentie van slaapstoornissen en andere verstoringen in de mens. 

De bevindingen in dit proefschrift tonen aan dat PKU de microbiële gemeenschap en het circadiane systeem beïnvloedt. Dit biedt uitzicht op nieuwe behandelingsstrategieën, gericht op alle facetten van de aandoening.'

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/ca1b5915-9ff8-45c5-9c0e-83da875e7584