Een genetisch gemodificeerde, bacteriofaagproducerende E. coli-bacterie beschermt muizen tegen salmonellainfecties, mits die zich al vóór de infectie in de darm heeft gevestigd.
Amerikaanse onderzoekers hebben een onschadelijke E. coli-bacterie zo aangepast dat die continu bacteriofagen produceert en muizen daarmee kan beschermen tegen infecties met Salmonella Typhimurium (Nature Microbiology, 16 september). Voorwaarde is wel dat de bacterie zich al vóór de infectie in de darm heeft gevestigd. Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën aanvallen en zich daarin vermenigvuldigen totdat de bacterie openbarst en sterft. De vrijgekomen fagen kunnen vervolgens nieuwe bacteriën infecteren. De onderzoekers noemen hun aanpak ‘preventieve faagtherapie’.
Hoge concentratie
Bij darminfecties kan klassieke faagtherapie, waarbij fagen direct worden toegediend als de infectie al actief is, minder effectief zijn. Dat komt doordat fagen het maag-darmkanaal moeilijk overleven, er een heel hoge concentratie fagen nodig is, en de fagen de bacteriën vaak niet kunnen bereiken in slijmvlies en weefsels. De Amerikanen hoopten deze problemen te omzeilen door vóór de infectie een continu faagproducerende bacterie in de darm te brengen. Zo is er op het moment dat de Salmonella-bacterie in de darm komt al een hoge concentratie anti-salmonellafagen aanwezig.
De onderzoekers bouwden hiervoor faaggenomen in twee niet-ziekteverwekkende E. coli-stammen in. Ze pasten de bacteriën zo aan dat die zelf niet aan de fagen ten onder gingen, maar wel bacteriedodende fagen produceerden. De fagen konden bovendien de verdedigingsmechanismen van Salmonella omzeilen.
Kolonisatie voorkomen
Ze testten de nieuw ontworpen E. coli-bacteriën in kweek- en muisexperimenten en vergeleken ze met een normale E. coli-stam en los toegediende fagen. Uit de experimenten bleek dat de genetisch gemodificeerde E. coli-bacteriën langdurig in de darm aanwezig blijven en daar voortdurend fagen maken. Ook verminderde voorafgaande kolonisatie met de gemodificeerde E. coli de hoeveelheid Salmonella in de darm, waardoor de muizen de infectie vaker overleefden. Bij een specifieke Salmonella-variant voorkwam de behandeling kolonisatie van de darm zelfs volledig. De nieuwe preventieve methode bleek effectiever dan het direct toedienen van fagen, of dat nu vóór of ten tijde van de salmonellainfectie gebeurde.
Resistentieontwikkeling
Volgens microbioloog Aldert Zomer en veterinair microbioloog Jaap Wagenaar, collega’s bij de Universiteit Utrecht, is de studie ‘wetenschappelijk zeer interessant, vernieuwend en bijzonder’. Wagenaar: ‘Dit is absoluut een doorbraak in de manier waarop we over faagtherapie denken.’ Toch zijn beide onderzoekers nog niet overtuigd van de toepassing van de faagproducerende E. coli. ‘Mijn zorg zit hem in het preventieve gebruik’, zegt Zomer. ‘In deze studie zagen ze bij de labtests al resistentie tegen de fagen ontstaan, en bij hoge doses kwam dit ook bij de muizen voor. Bij therapeutisch gebruik accepteer je dat er selectiedruk ontstaat omdat je een infectie behandelt, maar bij een preventieve toepassing moet je het aan gezonde mensen of dieren geven. Dat is geen duurzame oplossing voor preventie van infecties vanwege het hoge risico op het ontwikkelen van faagresistentie.’
Wagenaar is het ermee eens: ‘Praktische toepassingen hiervan zijn nog ver weg. Dit lijkt wel een goed werkend afleversysteem te zijn om je fagen op de juiste plek in het lichaam te krijgen. Met wat aanpassingen zou het mogelijk toch kunnen worden ingezet ten tijde van de infectie, niet vooraf.’