Medicijnen remmen bacterie-evolutie

Ingekleurd electronenmicroscoopbeeld van Streptococcus pneumoniae, de longontstekingveroorzakende bacterie.Foto: Dr. Richard Facklam, USCDCP

Medicijnen die evolutie remmen in bacteriën vormen een interessante nieuwe aanpak om antibioticaresistentie te voorkomen.

Het inzetten van medicijnen die voorkomen dat bacteriën zich kunnen aanpassen aan hun omgeving vormt een mogelijke nieuwe manier om antibioticaresistentie tegen te gaan. Dit schrijft een internationale onderzoeksgroep onder leiding van de aan de Universiteit van Lausanne verbonden hoogleraar Jan-Willem Veening 3 maart in Cell Host & Microbe. Antibioticaresistentie ontstaat wanneer bacteriën dna uit hun omgeving opnemen, en dit gebruiken om zich verder te ontwikkelen. Het blokkeren van een van de veelgebruikte dna-opnamesystemen, het competentiesysteem, zou in theorie dus resistentieontwikkeling kunnen verminderen, mits dit niet teveel invloed heeft op de groei van de bacterie. Het tegengaan van bacteriegroei leidt namelijk tot een soort paniekreactie die het ontstaan van resistentie juist bevordert.

Competentie
‘In eerder werk hebben we aangetoond dat bepaalde antibiotica competentie aanzetten’, aldus Veening. Enkele van de medicijnen werden geselecteerd voor verder onderzoek. ‘Wat ons verraste was dat alle stoffen werkten via hetzelfde mechanisme: ze verstoren het elektrochemische verloop dat zorgt voor de verplaatsing van protonen door het bacteriële membraan,’ aldus Veening. ‘Zelfs medicijnen die gebruikt worden om psychoses en malaria te behandelen werkten zo. Competentie was heel gevoelig voor verstoringen in dit verloop.’

In hun lab testten de onderzoekers de vondst op de Streptococcus pneumoniae-bacterie. Door het gebruik van de competentieblokkerende medicijnen bleef de pneumokok op menselijk weefselniveau ontvankelijk voor antibiotica. De medicijnen zorgden ook voor een verminderde overdracht van bacteriële resistentiegenen in een muizenmodel.

'Een slimme en complementaire aanpak
aan de zoektocht naar nieuwe antibiotica'

Microbioloog Dennis Claessen van de Universiteit Leiden is positief over de studie: ‘Dit is een slimme aanpak die complementair is aan de zoektocht naar nieuwe antibiotica. Beide aanpakken zijn belangrijk in deze tijd van toenemende resistentie bij bacteriën. Ik denk dat dit werk inspirerend zal zijn voor andere wetenschappers die werken aan dna-overdracht.’ Wel vraagt Claessen zich af of deze aanpak ook toepasbaar is voor andere bacteriën die gebruik maken van het competentiesysteem. Veening: ‘De stoffen die we hier gevonden hebben werken voor de pneumokok, maar waarschijnlijk niet voor andere bacteriën die gebruik maken van competentie, omdat deze andere regulatoire systemen hebben. Maar onze methode is nu wel breed toepasbaar om andere competentieblokkers en anti-evolutionaire medicijnen te ontdekken.’

Ziekteverwekkers
Voor menselijk gebruik is het werk nu nog niet geschikt: er zijn ook essentiële celprocessen die vertrouwen op het elektrochemische verloop. Veening en zijn groep willen nu precies onderzoeken hoe het omgevings-dna in de cel wordt ingebouwd, en of de stappen van dit proces geremd kunnen worden. Dit is met name interessant omdat dit proces breed aanwezig is in competente ziekteverwekkers.

Filmpje met uitleg over hoe de ontwikkeling van resistentie tegen antibiotica kan worden afgeremd. Bron: Veening Lab, Lausanne.