Tussenstand in de evolutiewedloop tussen de mens en resistente bacteriën: twee stappen vooruit voor ons
Een patent op misschien wel een sterk, nieuw antibioticum. En een helder overzicht van veelbelovende invalshoeken om een belangrijke resistentietactiek van bacteriën te overwinnen. In één week tijd promoveren twee Leidse onderzoekers op een belangrijke stap in de strijd tegen bacteriën die steeds resistenter worden tegen antibiotica.
Toen Alexander Fleming in 1928 met penicilline het eerste antibioticum uitvond, leek dat de genadeklap voor ziekteverwekkende bacteriën salmonella en meningokokken. In werkelijkheid was het alleen een nieuw begin in de evolutiewedloop tussen hen en de mens. De evolutie is nooit af en bacteriën muteren snel. Daardoor opereren zij bijzonder behendig in die wedloop. Zijn wij scheutig met verschillende antibiotica, dan komen er op den duur altijd bacteriestammen die zulke antibiotica kunnen weerstaan.
Hoogleraar Biologische chemie Nathaniel Martin is een van de vertegenwoordigers van team Mens in deze evolutionaire strijd. Hij werkt aan tactische zetten die de bacteriële resistentie te slim af is. Nu mag hij in één week twee keer zijn toga aantrekken om een promotie bij te wonen van een wetenschapper die hij begeleidde.
#1 Versla het enzym en daarmee de bacterie
Op 17 januari promoveert Nicola Wade. Zij onderzocht manieren om te zorgen dat bacteriën weer gevoelig worden voor bestaande antibiotica. Martin: ‘Met een bepaald enzym, metallo-β-lactamase of kortweg MBL, kunnen steeds meer bacteriën penicilline-achtige antibiotica gewoonweg vernietigen.’ Er is veel onderzoek gedaan naar moleculen waarmee je die MBL-enzymen kunt blokkeren, legt Martin uit. ‘Nicola maakte een goed overzicht van de meest kansrijke moleculen, bruikbaar voor farmaceutische bedrijven. De toepassing van MBL-blokkers is een strategie die zij nu actief volgen.’
#2 Patent op een veelbelovende nieuwe stof
Op 23 januari promoveert Karol Al Ayed op een andere aanvalstactiek. Martin: ‘Na zijn onderzoek hebben we met succes patent kunnen aanvragen op een nieuwe klasse antibiotica.’ Al Ayed onderzocht een veelbelovende antibacteriële verbinding: laterocidine. Onderzoekers uit Hongkong identificeerden deze verbinding in 2018, maar die is moeilijk in grote hoeveelheden te isoleren uit natuurlijke bronnen. ‘Wij kunnen dit soort moleculen synthetisch opbouwen, helemaal from scratch’, aldus een bevlogen Martin. ‘Het lukte niet alleen om laterocidine te synthetiseren, maar ook analoge moleculen die stabieler zijn en misschien nog veelbelovender als medicijn. In muizen zijn ze werkzaam en veilig gebleken. Nu is de volgende stap om uit te zoeken of deze stoffen ook in de mens werkzaam en veilig zijn.’ Tijdrovend, maar team Mens heeft iets wezenlijks in handen.
Gramnegatieve bacteriën: extra lastig aan te pakken
Het onderzoek van de beide door Martin begeleide promovendi richt zich op gramnegatieve bacteriën. Door een beschermend membraan aan hun buitenkant, zijn ze minder gevoelig voor kleuring met de kristalviolet. Hans Christian Gram ontdekte dit effect in 1884 – rood kleuren en niet blauwpaars zoals de grampositieve bacteriën. Die hebben dat buitenmembraan niet, waardoor de kleurstof doordringt in hun celwand. Martin: ‘Grampositieve bacteriën komen vaker voor, maar de gramnegatieve zijn moeilijker te doden. Ze zijn vaker multi drug resistant.’
Vandaar dat de Wereldgezondheidsorganisatie onlangs drie bijzonder gevaarlijke gram-negatieve soorten toevoegde aan hun Priority Pathogen List (lijst ziekteverwekkers die prioriteit hebben). Het gaat om Acinetobacter, Pseudomonas en Enterobacteriaceae. Er is nog veel werk aan de winkel voor team Mens. ‘Nieuwe antibiotica die infecties met deze bacteriën kunnen behandelen zijn hard nodig en blijven een focus van het onderzoeksprogramma van onze onderzoeksgroep.’
Tekst: Rianne Lindhout