Research MMI

The Department of Medical Microbiology, Infectious Diseases and Infection Prevention is responsible for the diagnosis of infectious diseases (bacteriology, virology, serology, parasitology and mycology) and infection prevention, contributes in education and conducts scientific research. 

The department has a strong research focus on the study of antimicrobial resistance, molecular typing and the human microbiome using both traditional culture-based approaches as well as advanced molecular analysis, including next-generation sequencing. Our research group has strong links with clinical departments (e.g. general surgery, orthopedics, gastroenterology and pulmonology) within the Maastricht UMC+ as well as many (inter)national collaborations with academic and industrial partners within the context of multiple (inter)national consortia, including the Top Institute Food and Nutrition (TIFN), NWO-Carbohydrate Competence Center, Joint Programme Initiatives and HDHL Intestinal Microbiomics.

Research Theme: The Human Microbiome (NUTRIM School Maastricht University)
  • The billions of microbes that colonize the human body are collectively referred to as the microbiome. Most microorganisms inhabit our gastrointestinal tract, but also the skin, urogenital tract, and the respiratory tract are colonized by a wide variety of microbes. 
    The human microbiome plays a key role in human health by providing a natural barrier against pathogen colonization, supporting the provision of nutrients and exerting a critical role in shaping the mucosal immune system. Moreover, metabolites and innate immune stimuli produced by enteric microbes have numerous effects beyond the site of microbial colonization. Understanding what defines a healthy microbiome is fundamental to maintain healthy living and prevent disease development. 

    Our department has a long track record on microbiome research that goes back to the early 1990’s, long before microbiome research became such a booming field of science. At present, microbiome research at our department is at the international forefront with on-site automated sample processing, next-generation sequencing facilities and extensive bioinformatic expertise. The microbiome research group has strong links with clinical departments within our MUMC+ and is involved in many national and international research consortia, including the ambitious Million Microbiomes of Humans Project. 

    To further strengthen our Euregional collaboration on microbiome research and cross borders between research disciplines, we recently initiated the Euregional Microbiome Center (microbiomecenter.eu) together with research groups at Maastricht University Campus Venlo, Uniklink RWTH Aachen and the University of Liège. 

    There are three main themes within the microbiome research group. 

  • In order to understand which dietary, environmental and host factors contribute to the development of a healthy microbiome, we study the microbiome establishment from birth onwards within the context of many population-based birth cohorts. By profiling the microbiome of thousands of babies, toddlers, children and adults, we aim to understand what drives the inter-individual variation in microbiota composition and function and how this relates to a healthy life. Next to these observational studies in humans, mechanistic in vivo and in vitro studies are conducted to understand the interactions between the microbiota, diet and the host.  This research line is embedded within large national and international consortia such as the NWO Carbohydrate Competence Center, the JPI Healthy Diet for a Healthy Life and the World Universities Network inVivo Planetary Health. Contract research with (international) companies as well collaboration with microbiome related institutions are part of our research program. 

  • Next to maintaining a healthy microbiome for a healthy life, the microbiome is a target for treatment of already manifested diseases by the application of functional food ingredients, viable bacteria (probiotics), fecal transplant strategies or novel drugs and constitutes of a pool of innovative non-invasive diagnostic and prognostic biomarkers. In close collaboration with many clinical departments within our MUMC+ as well as across the world, we examine the role of the microbiome and microbial components, such as membrane vesicles, in a wide variety of diseases, including chronic intestinal diseases (Inflammatory Bowel Disease, Irritable Bowel Syndrome), metabolic diseases (overweight and obesity, type 2 diabetes), chronic respiratory diseases (COPD, asthma) and several types of cancer. Automated rapid technologies and Artificial Intelligence algorithms are studied for clinical purpose and improvement of patient care, e.g. to predict and/or prevent exacerbations and optimize treatment in an early phase based on defined changes in the microbiome composition. In recent years, it has become apparent that the microbiome also has a significant influence on treatment drugs as specific microbes can convert drugs into active, inactive or even toxic components. We therefore also study the impact of the microbiome on treatment response. 

  • Although the extensive overuse and misuse of antibiotics in both humans and animals is mainly fueling AMR, it is the increased globalization that subsequently results in rapid dissemination of (novel) AMR bacteria or bacterial mobile genetic elements from AMR hot zones, such as South and Southeast Asia, to other parts of the world. 
    The intestinal microbiome is the most important reservoir through which these travelers to AMR hot zones may acquire and import AMR. The gastrointestinal tract is an open system, which every day encounters a myriad of bacterial acquisitions originating from the environment (e.g. from food, water, soil, and other humans or animals.  These incoming bacteria acquired in countries with a high prevalence of AMR often harbor antibiotic resistance genes. Consequently, local emergence of AMR can rapidly become a worldwide health problem. 
     
    Within our department, we study the impact of migration (including tourists, business travelers, students and refugees) on the import and spread of AMR. We are amongst others coordinating the worldwide largest study on the Carriage Of Multidrug resistant Bacteria After Travel (COMBAT-study). Using a combination of metagenomic approaches, we mine the gut microbiome to reveal potential novel AMR genes. This is not only done in travelers, but also in local populations, the environment and livestock in countries with a high prevalence of AMR (e.g. India and Vietnam). 

Research Theme: Molecular epidemiology for Public Health and Infection Prevention (CAPHRI School Maastricht University)
  • Op het gebied van de seksueel overdraagbare infectieziekten, heeft de onderzoeksgroep een belangrijke internationale positie gerealiseerd. De focus ligt hierbij op het continuüm tussen microbiologie, epidemiologie en gedrag om daarmee bij te dragen aan een optimale soa-bestrijding in binnen- en buitenland. Dit is gerealiseerd door het uitbouwen van een aantal kernkwaliteiten die binnen de groep aanwezig zijn:

    1. Unieke brug tussen publieke gezondheid (GGD) - met grote soa-poli (>7000 patiënten per jaar) met systematische registratie – en innovatieve medische microbiologie. Het onderzoek valt binnen het onderzoeksthema ‘Infectious Diseases and Antibiotic Resistance’ van de Academische Werkplaats Publieke Gezondheid Limburg, waarin gewerkt wordt aan de versterking van de relatie tussen onderzoek, praktijk en beleid om door innovatie kwaliteit te blijven garanderen in een steeds veranderende omgeving;
    2. Methodologische diversiteit (o.a. klassieke epidemiologie, key population benadering, netwerkmethodologie, geografische informatiesystemen, e-health aanpak, web-based respondent-driven sampling);
    3. Microbiologische innovatie. Er zijn in de afgelopen periode innovatieve diagnostische en onderzoeksmethoden ontwikkeld zoals o.a. de viability-PCR, kweek van Chlamydia trachomatis, resistentiebepaling bij C. trachomatis, PCR-directed kweek van Neisseria gonorrhoeae, (directe) moleculaire typering van N. gonorrhoeae en serologie op capillair afgenomen bloed via zelfafname (klein volume). Recente innovaties sluiten aan bij de onderzoekslijn naar microbioom/resistoom waarbij er met innovatieve kweektechnieken gekeken wordt naar resistentieontwikkeling bij N. gonorrhoeae in relatie tot commensale Neisseria species;
    4. Grote biobank met meer dan 100.000 monsters;
    5. Relatie met gedragswetenschappers (o.a. stigma, intervention mapping strategieën).

    De multidisciplinaire aanpak wordt vormgegeven binnen research school CAPHRI (Care and Public Health Research Instituut) en onderzoekslijn Health, Inequity and Societal Participation. Behalve wetenschappelijke impact heeft de soa-researchgroep ook de afgelopen jaren nadrukkelijk impact gehad op maatschappelijk vlak met veel media-aandacht naar aanleiding van verschillende publicaties, verbetering van richtlijnen en herziening van nationaal en internationaal beleid. Dankzij de succesvolle studies op het gebied van Chlamydia trachomatis is van 2022 tot 2027 het Nationaal Chlamydia trachomatis Referentie Laboratorium naar het MUMC+ gehaald, nadat deze in voorgaande jaren in samenwerking met Amsterdam UMC werd vormgegeven. Tevens worden vanuit de afdeling in samenwerking met QCMD (Schotland) al enige jaren internationale moleculaire diagnostiek kwaliteitsrondzendingen op het gebied van soa verzorgd.

  • Tijdens de COVID-19 pandemie zijn er vanuit verschillende initiatieven en bestaande samenwerkingen projecten opgestart om meer inzicht te krijgen in de verspreiding van COVID-19, zowel binnen als buiten het ziekenhuis. Met deze initiatieven, heeft onze afdeling zich landelijk op de kaart kunnen zetten en een belangrijke bijdrage geleverd aan kennis over verspreiding van COVID-19 in Nederland m.n. in Limburg. Ons lab is een van de 3 trainingscentra voor SARS-CoV-2 sequencing in Nederland, en vervolgprojecten op dit gebied zijn in voorbereiding. De verschillende aspecten die een rol spelen in de verspreiding van COVID-19 zijn in onderstaande projecten verder uitgewerkt:

    • Binnen het ziekenhuis wordt er met verschillende vakgroepen samengewerkt om het testbeleid van medewerkers te evalueren en intramurale verspreiding van SARS-CoV-2 te onderzoeken. Het betreft hier samenwerking met infectiepreventie en desbetreffende klinische afdelingen.
    • Tevens zijn er samenwerkingen om binnen risicogroepen te kijken naar verschillende immunologische determinanten zowel voor de humorale als voor de cellulaire immuunrespons. Hiervoor wordt samengewerkt met de collega’s van de infectieziekten, immunologie, haematologie en intensive care.
    • In samenwerking met Zuyderland hebben wij een Zon-MW toegekend gekregen; waarbij de ColaIC score (een algoritme van klinisch chemische parameters) vergeleken wordt met v-PCR om te kunnen bepalen wanneer een geïnfecteerd persoon uit isolatie gehaald kan worden.
    • In samenwerking met GGD-Zuid Limburg zijn er verschillende uitbraken verder uitgediept, om zo de transmissie ketens te verklaren. Het typeren middels NGS van COVID-19 heeft hierin een prominente plaats gekregen.
    • Daarnaast zijn er grote epidemiologische studies verricht binnen Limburg (COL) en in de Euregio (EuPrevent, Interreg). Hierin wordt gekeken naar determinanten die beleving en gedrag beïnvloeden in relatie tot het oplopen van een COVID-19 infectie. In deze blootgestelde populaties wordt er tevens naar populatie-immuniteit gekeken, middels humorale en cellulaire immuniteitstesten.
  • Voor het bestuderen van de transmissie van resistentie bacteriën en de verspreiding van resistentie genen in zowel de ziekenhuis omgeving, als daarbuiten, wordt er samengewerkt in regionaal en nationaal verband. Deze research-lijn valt binnen de research school CAPHRI (Care and Public Health Research Institute) en onderzoekslijn Health, Inequity and Societal Participation. Bacteriële transmissie wordt in kaart gebracht door het typeren van bacteriën en het deelbaar maken van deze data tussen centra. Transmissie van resistentie genen en mobiele genetische elementen waarop deze resistentie genen zich bevinden worden door een combinatie van NGS-technieken bestudeerd. De transmissie van diverse bacteriële pathogenen wordt in diverse projecten uitgewerkt.

    1. Binnen de regio wordt er tussen 4 ziekenhuizen en het Limburgs zorgnetwerk antibiotica resistentie (LINK) samengewerkt om snel te typeren en snel data te kunnen delen, om verspreiding van micro-organismen binnen en tussen ziekenhuizen in kaart te brengen.
    2. In samenwerking met project partners uit het recente i-4-1-Health project in het Amphia, hebben wij een ZonMW beurs toegekend gekregen, “undercover transmissie”, om de data uit het project te hergebruiken. De rol van mobiele genetische elementen in de verspreiding van antimicrobiële resistentie tussen diverse domeinen, wordt hier verder onderzocht.
    3. Als projectpartners zijn wij betrokken bij het ZonMW project van partners in het UMCUtrecht “VRE crossword”, waarin nieuwe tools worden ontwikkeld om de verspreiding van VRE beter te kunnen analyseren.
    4. In samenwerking met Zuyderland wordt gewerkt aan de “BRAVO-studie”, waarbij we verspreiding van specifieke genetisch mobiele elementen op de ic van de ziekenhuizen in kaart willen brengen.
Meer research
  • Binnen het Euregionaal Microbioomcentrum werken universiteiten en universitair medische centra in België, Duitsland en Nederland heeft de krachten gebundeld om de grenzen tussen onderzoeksdisciplines te overschrijden en onze Euregionale samenwerking te versterken om het microbioomonderzoek op een internationaal front te bevorderen.

     Welcome to the Euregional Microbiome Center

  • Sinds de uitbraak in december 2019 heeft COVID-19 de hele wereld getroffen, inclusief Europa. Het heeft dus ook veel invloed gehad op de Euregio Maas-Rijn. Momenteel is de kennis over de verspreiding van de COVID-19 in de bevolking in relatie tot het wel of niet naleven van de infectiepreventiemaatregelen beperkt. Dit is echter wel de basis om de ziekte te kunnen monitoren en indien noodzakelijk maatregelen op te leggen of juist op te heffen. Dit project is ontwikkeld om gegevens te verzamelen over het voorkomen van COVID-19 en hoe dit zich verhoudt tot het gedrag van de bevolking in alle drie de landen van de EMR.

    Projectkader

    Definitieve doelgroep: EMR burgers
    Duur van het project: 1 augustus 2020 - 31 juli 2021
    Hoofdfinancier: Interreg EMR (Interreg is een programma van de Europese Unie)
    Projectpartners: GGD Zuid-Limburg, euPrevent EMR, Sciensano, Maastricht UMC+, Gesundheitsamt des Kreises Heinsberg, Gesundheitsamt Düren, Gesundheitsamt der Städte Region Aachen, Deutschsprachige Gemeinschaft Belgiens

    Focus van het project

    Het doel van het project is om de impact van COVID-19 op de EMR te beoordelen: door het voorkomen van COVID-19 antilichamen te relateren aan de genomen maatregelen, zodat inzicht wordt verkregen in de effecten van COVID-19 in een grensoverschrijdende regio als de EMR. Dit wordt ook gepresenteerd als een showcase voor andere grensregio's in de EU (of zelfs breder).

    Activiteiten

    • Er zullen in twee rondes bloedmonsters worden afgenomen en geanalyseerd om de ontwikkeling van COVID-19-antilichamen onder EMR-burgers te zien. Dit wordt in verband gebracht met de verschillende genomen maatregelen in de landen van de EMR.
    • Er zullen regionale burgertops worden georganiseerd om zo ook de stem van de burger mee te nemen. Middels deze burgertops wil het project inzicht krijgen in hoe zij COVID-19 hebben ervaren.
    • Er zal een conferentie worden georganiseerd waar de eerste resultaten van dit project zullen worden gepresenteerd en waar het rapport met de aanbeveling zal worden besproken met deskundigen uit de hele EMR en daarbuiten.

    Resultaten

    Naast het eindrapport welke de bevindingen van het onderzoek en de regionale burgertops omvat, zal een infographic worden gemaakt van het resultaat van het rapport voor een betere illustratie, en zullen alle gegevens die door het project zijn verkregen, worden gepresenteerd op de Euregional Health Atlas (EHA) (Euregionale Gezondheidsatlas).

    Lees verder op de website euPrevent

    projectpartners euPrevent Covid
mmi
Sluit de enquête