Microbial Darwinian Medicine: A Workshop at the Interface of Medicine and Microbial Eco-Evolutionary Biology

14-17 August 2017, Lorentz Center Leiden, NL

Human health is increasingly recognized to also depend on consortia of bacteria that interact with each other and the host. Bacterial communities in the gut microbiome are for example essential for nutrient absorption and protection against pathogens, and changes in the microbial associates can contribute to e.g. diabetes, obesity and antibiotic-resistant infections (such as infections of the urinary tract and the lungs of cystic fibrosis patients, and irritable bowel syndrome). Theoretical and experimental biology has been instrumental in elucidating how microbial interactions shape the stability of microbial consortia, and particularly how interventions, such as antibiotic treatment, affect their (co)existence. This is directly relevant from a medical perspective, but the application of evolutionary and genomic approaches to understand clinical systems has been limited. Darwinian medicine seeks to do just that.

Great advances in sequencing tools and bioinformatics help us to better understand which bacteria are where, how their genomes evolve over time, and how pathogens and antibiotic resistance traits are transmitted over time. However, there are many challenges in the interpretation of data and the translation of results into improved clinical tools and practices. For example, are mutations in pathogens during infection adaptations to the host-environment, or an adaptation to inter-bacterial interactions? And are ecological shifts in the microbiome the cause or effect of disease? This workshop will address the current understanding of how changes in the microbiome affect human health, and how we can move from correlative patterns to causative effects. To do so we need a joint approach, which transcends the boundaries of clinical, comparative genomic, and experimental biological fields.

This workshop will bring together a group of scientists from clinical, genomic/bioinformatic, and evolutionary biology backgrounds. Each day of the workshop has a theme, and the stage is set with a combination of longer and shorter (PechaKucha style) presentations. The speakers of the day will join subgroups of participants for in-depth discussions, followed by a plenary synthesis discussion. Rotating group compositions, poster presentations and informal socializing will facilitate the aim of furthering the interdisciplinary field of microbial Darwinian medicine.

Scientific organizers:

Sandra Breum Andersen (New York, USA)
Jesse Shapiro (Montreal, Canada)
Christina Vandenbroucke-Grauls (Amsterdam, The Netherlands)
Marjon de Vos (Wageningen, The Netherlands)

Workshop Coordinator: Martijn Fritsen, Tel: +31 71 527 5542

Workshop free of charge, selection based on relevance and motivation.

More information and registration

Poster_Microbial-Darwinian

Ecology of infections

Past week I’ve presented some of my work on the ecology and evolution of antibiotic resistance in urinary tract infections at the 99th Dies Natalis (university’s birthday) of Wageningen University.

Therefore we recorded a clip on the problem of antibiotic resistance (in Dutch).

And you can find some more background on my research on the ecology of infections here.

You can find more background on antibiotic resistance in the Netherlands here (in Dutch).

 

Experimental evolution of bacterial ecosystems: from experiment to mathematical model

You can still submit an abstract for our session ‘Experimental evolution of bacterial ecosystems: from experiment to mathematical model’ at the KNVM Spring Meeting , which will be held Tuesday 11 & Wednesday 12 April 2017 in Papendal, The Netherlands.

The submission deadline is 15 January 2017.

Invited speakers: Rutger Hermsen (UU, NL) and David Johnson (EAWAG, Zürich, CH). Organizers: Sijmen Schoustra, Marjon de Vos

Experimental Evolution in Complex Environments

You can still submit your abstract for our symposium ‘Experimental Evolution in Complex Environments‘ at ESEB, 20-25 August 2017 in Groningen, the Netherlands.
Deadline abstract submission: 10 January 2017

Notification of acceptance: 1 February 2017

Organisms live in complex communities in which they are influenced by the social connections to their peers, which shape their environment. Hence adaptation to an environment is highly influenced by the abiotic environment as well as the social interactions with community members. Experimental evolution provides a superb approach for studying how social as well as abiotic environmental interactions affect the adaptation to novel and heterogeneous environments. In addition, it aids our understanding of the intricate connection between the abiotic environment, the individual organisms and their communities that inhabit it. Importantly, the community structure significantly influences the evolution of social interactions that could resolve in cooperation, mutualistic division of labor or competition and conflict. Recent advances in experimental evolution revolutionized our understanding of the principles underlying population dynamics in heterogeneous environments. The aim of this symposium is to bring together empirical and theoretical contributions that aim to understand the impact of the environment-mediated selective forces driving the evolution of microbes and other model systems in the laboratory and under natural settings.
Invited speakers: Michael Brockhurst, Ivana Gudelj

Organizers: Akos Kovacs, Marjon de Vos

Microbial Population Biology

Sijmen Schoustra and I have started a new series of talks/ discussions that are related to microbial ecology and evolution. The aim of the series is to discuss microbial eco-evolutionary research at Wageningen University in a multi-disciplinary group, and get familiar with similar research outside of Wageningen University.

The first meeting will be on Friday 16 September on 12.30 in Orion.

More info can be found on the Microbial Population Biology website

Theoretician

All the lab benches will be taken from September (we’ll be doing awesome stuff in the lab with four great people!). But: there’s one space left for a theoretical biologist.

If you have affinity with quantitative biology, and are interested in ecology, evolution and microbes: Don’t hesitate to  contact me for further details.

An ending, and a new start

Valentijn has very successfully defended his thesis.

Abel, MSc student Biology, will continue on the topic that we started together with Valentijn. Exciting stuff happening in the lab – looking forward to learn more!

Would you also like to do your MSc thesis on the evolution of interactions between bacteria derived from urinary tract infections? Just drop me a line!

Meer aandacht nodig voor beperking van antibioticagebruik onder kwetsbare ouderen

[in Dutch – press release] Amsterdam, 13 December 2015 – De publiekscampagne van minister Edith Schippers van het ministerie van VWS tegen antibioticaresistentie speelt een belangrijke rol in bewustwording van de problemen die met antibioticagebruik kunnen samenhangen. Het is belangrijk het bewustzijn hierover te vergroten bij zowel patiënten als behandelaars. Niet alleen omdat bacteriële resistentie kan optreden, maar ook omdat de antibiotica bijwerkingen kunnen geven. Belangrijk om rekening mee te houden, want 20% tot 60% van de verpleeghuisbewoners krijgt antibiotica voorgeschreven voor urineweginfecties (1). De campagne is hiervoor een goed begin. Maar ze bereikt niet de verzorgenden in verpleeghuizen, waar juist deze ouderen tot de meest kwetsbare groepen behoren. Zeker als sprake is van incontinentie, en daarmee van een verhoogd risico op urineweginfecties. Beide wijzen op een verstoring van de microbiële balans in de blaas.

Dr ir Marjon de Vos, onderzoeker Wageningen University, onderzoekt bacteriën die zijn geïsoleerd uit oudere patiënten met urineweginfecties. ‘Zij blijken in veel gevallen geïnfecteerd te zijn met meerdere ziekteverwekkers tegelijk‘, vertelt ze. ‘Die ziekteverwekkende bacteriën hebben allemaal verschillende resistentieniveaus. Bekend is dat veel van de terugkerende urineweginfecties wordt veroorzaakt door dezelfde pathogenen, tot drie jaar na de oorspronkelijke infectie. Met andere woorden: deze patiënten zijn kwetsbaar voor een infectie en profylactische antibiotica werken niet altijd voor deze populatie.’
De Vos onderzoekt momenteel of de aanwezigheid van meerdere ziekteverwekkers de verdere ontwikkeling van antibioticaresistentie beïnvloedt. Als dit inderdaad het geval is, dan zou dit betekenen dat deze infecties nog moeilijker te behandelen zijn dan al wordt aangenomen. Het onderstreept het belang van het afnemen van een kweek alvorens te behandelen, zeker bij ouderen die extra kwetsbaar zijn. De bacteriën die een urineweginfectie veroorzaken komen vaak uit de darmen. Toediening van antibiotica doodt niet alleen de ziekmakende bacteriën, maar ook de normale bacterieflora. Dit vergroot de kans om vervolgens weer geïnfecteerd te raken met bacteriën die al resistent zijn tegen antibiotica. Ander onderzoek heeft aangetoond dat ook gezonde vrouwen die geen ziektesymptomen hebben geen steriele blaas of urine hebben (2). Het is dus zaak heel gericht de juiste ziekteverwekkende bacteriën te ehandelen. Toch weten we dat 30% tot 50% van de antibiotica niet conform de richtlijnen wordt voorgeschreven (3). Het budget voor patiëntenonderzoek is beperkt.’

Nicole Schaapveld, voorzitter van de Stichting Bekkenbodem Patiënten, memoreert hoe het in de dagelijkse praktijk vaak gaat: ‘De patiënt overtuigen van het belang van een gerichte behandeling kost tijd en als een behandelaar die niet heeft, is het eenvoudiger een recept voor te schrijven. Bovendien zijn patiënten vaak pas tevreden als ze een recept voor antibiotica krijgen. Het is dus belangrijk dat niet alleen behandelaars, maar ook patiënten zich bewust worden van het effect van antibiotica in relatie tot bijwerkingen en resistentie. Onder de algemene bevolking lukt dit wel met de campagne die de minister is gestart, maar het is belangrijk ook de verpleeghuizen te bereiken.

Incontinentie is een veel voorkomend probleem onder verpleeghuisbewoners en bij incontinentie ligt altijd het gevaar van urineweginfecties op de loer. Niet alleen bij vrouwen, maar ook bij mannen, zeker als sprake is van prostaatproblemen.
Helaas bestaat echter weinig aandacht voor urineweginfecties, terwijl incontinentie voor urine en vaak ook faeces voor vrouwen en mannen een heel veel voorkomend probleem is. En onder kwetsbare ouderen wel degelijk levensbedreigend kan zijn.’ De noodzaak meer awareness te creëren voor de grote risico’s van terugkerende urineweginfecties werd recent onderkend door een groep urologen tijdens de roundtable “Rethinking antibiotic prophylaxis in rUTIs”, georganiseerd door Women and their microbes. Zij waren van mening dat zij zelf niet de aangewezen personen waren om hierin een actieve rol te spelen, maar vonden dat vooral de verpleegkundig specialisten hierin van waarde kunnen zijn.

Schaapveld: ‘Alles wat preventief kan worden gedaan om urineweginfecties te voorkomen bij kwetsbare ouderen is waardevol, omdat het voorkomt dat antibiotica moeten worden toegediend. Dit begint bij deskundigheidsbevordering van de mensen zelf, maar zeker ook van de mantelzorgers en verzorgenden, omdat veel ouderen niet meer voldoende in staat zijn tot zelfregie. Aansluitend op de bestaande behandelrichtlijn incontinentie door de wetenschappelijke verenigingen NVOG en NVU, zou een richtlijn die is geschreven vanuit het
perspectief van patiënt en verzorgenden een waardevolle aanvulling zijn op de campagne van de minister (4).’

(1) Cijfers uit Engeland. Voor Nederland worden deze data nergens centraal geregistreerd.
(2) J Clin Microbiol. 2012;50:1376-1383
(3) http://www.ateams.nl/node/14updated link 
(4) http://www.gebruikantibioticacorrect.be

From http://womenandtheirmicrobes.com/initiatives/