Bionieuws

Gen & Micro

Bacteriofaag luistert bacteriën af

Flickr © Kevin Gill

Een nieuw ontdekt virus is in staat de onderlinge communicatie van bacteriën af te luisteren, en deze informatie te gebruiken om de bacteriën te doden. De ontdekking werd gedaan door onderzoekers van Princeton University. Hun bevindingen verschenen 13 december online in Cell. Het is de eerste keer dat er een virus ontdekt is dat op deze manier bacteriën afluistert.

Barsten
Virussen hebben doorgaans twee opties: in de gastheer blijven, of deze doden door zich te vermenigvuldigen en eruit te barsten. In het laatste geval is het essentieel dat er andere gastheren dichtbij zijn, omdat het virus zonder gastheer sterft. Dit mechanisme kan ook voor goede doeleinden worden ingezet: bacteriofagen, virussen die bacteriën doden, worden veel gebruikt in de behandeling van bacteriële infecties, en worden gezien als een toekomstig alternatief voor antibiotica.

Communiceren
Het nieuwe virus, VP882, werd ontdekt door het lab van professor Bonnie Bassler. Zij deed enkele jaren terug al een verregaande ontdekking: dat bacteriën met elkaar communiceren door middel van signaalmoleculen. Bacteriën gebruiken de hoeveelheid signaalmoleculen in hun omgeving onder andere om te onderzoeken met hoeveel ze zijn. Als groep zijn ze namelijk tot specifieke activiteiten in staat die een individuele bacterie niet kan uitvoeren.

Exploiteren
VP882 werd per toeval ontdekt door Basslers promovendus Justin Silpe, die zag dat de faag de signaalmoleculen van bacteriën gebruikt om te bepalen of er genoeg andere gastheren dichtbij zijn, ofwel: of het veilig is om de huidige gastheer te doden. ‘Dat fagen hun gastheren kunnen afluisteren en deze informatie kunnen exploiteren was ongekend’, aldus Bassler. Dat zulke primitieve organismen tot communicatie in staat zijn, en dan ook nog tot communicatie tussen verschillende biologische rijken, is volgens haar verbazingwekkend.

Het team liet het niet bij deze ontdekking. Bassler: ‘De faag luistert af door middel van een specifieke eiwitreceptor. Door deze te vervangen met andere receptoren, konden we de fagen herontwerpen, zodat ze naar door ons gegeven signalen gingen luisteren. Daarbovenop kregen we de fagen ook zover om als reactie op de door ons gegeven signalen gastheren te gaan doden.’

Huurmoordenaar
De tot huurmoordenaar omgebouwde faag biedt veel interessante nieuwe mogelijkheden. Andere fagen hebben als nadeel dat ze sterk soortspecifiek zijn, waardoor hun medisch nut beperkt is. VP882 daarentegen heeft een ongewoon brede range. Het team demonstreerde dat VP882 cholera-, salmonella- en E. coli-bacteriën kan aanvallen. ‘We hopen nu dat onze gemanipuleerde ‘killer’-fagen doorontwikkeld kunnen worden naar faagtherapieën’, zegt Bassler.

Luisteren
Volgens Bassler heeft Silpe een geheel nieuw onderzoeksveld gestart met zijn toevallige ontdekking. Haar lab kijkt uit naar de toekomstige mogelijkheden die dit biedt: ‘We hebben nu een specifieke casus bestudeerd, maar we vermoeden dat afluisterende bacteriofagen veelvoorkomend zijn. We kijken ernaar uit om te achterhalen hoe divers het aantal signalen is waarnaar de fagen kunnen luisteren, en of een bacterie zich hiertegen kan verdedigen.’

Dit artikel verscheen 15 december in Bionieuws 20