De studie toont aan dat het verkennen van nog onontgonnen gebieden kan leiden tot de ontdekking van nieuwe medicijnen die minder snel resistentie veroorzaken.
Antibiotica zijn de spil van de moderne geneeskunde. Zonder deze medicijnen zouden mensen met open wonden of die een operatie ondergaan voortdurend blootgesteld worden aan gevaarlijke infecties. Ondanks hun cruciale rol hebben we helaas te maken met een wereldwijde antibiotica-crisis. Dit komt omdat bacteriën steeds vaker resistent worden, terwijl de ontdekking van nieuwe antibiotica aanzienlijk is vertraagd. Maar er is hoop, zo stelt een nieuwe studie gerust.
Antibioticaresistentie is een tikkende tijdbom geworden. Zo voorspelt de WHO dat er in 2050 meer mensen zullen overlijden aan een infectie (die we vandaag de dag nog als ongevaarlijk beschouwen, zoals een snee, een wond of misschien blaasontsteking) dan aan kanker. Veel wetenschappers zijn dan ook op zoek naar oplossingen.
Onontgonnen gebieden
En een oplossing, die denken onderzoekers nu gevonden te hebben. 70 procent van alle goedgekeurde antibiotica komt namelijk van actinobacteriën uit de bodem. Toch hebben wetenschappers nog lang niet op alle plekken op aarde naar deze bacteriën gezocht. Een nieuw onderzoeksteam stelt daarom voor om in nieuwe omgevingen naar deze bacteriën te speuren. En ze voegden daad bij het woord.
Noordelijke IJszee
In de nieuwe studie reisden de onderzoekers af naar de de Noordelijke IJszee. Ze richtten zich overigens niet op het vinden van moleculen die bacteriën doden of hun groei stoppen (zoals gebruikelijke antibiotica doen), maar op moleculen die alleen het vermogen van bacteriën om ziekte te veroorzaken, verminderen. In dat geval hebben pathogene bacteriën het namelijk moeilijker om resistentie te ontwikkelen. Bovendien veroorzaken dergelijke moleculen ook minder vaak ongewenste bijwerkingen.
Vier soorten
De onderzoekers verzamelden tijdens de expeditie vier verschillende soorten actinobacteriën uit ongewervelden die leven in de oceaan nabij de eilandengroep Spitsbergen. De bacteriën werden gekweekt en hun cellen werden geëxtraheerd. De inhoud van deze cellen werd vervolgens opgesplitst in verschillende fracties. Elke fractie werd daarna in het laboratorium getest tegen zogenoemde enteropathogene E. coli (EPEC)-bacteriën.
EPEC-bacteriën
Hel concreet ontwikkelde het team een nieuwe methode waarmee ze tegelijkertijd de antivirulentie- en antibacteriële effecten van honderden onbekende verbindingen konden testen. Ze concentreerden zich op een EPEC-stam die ernstige en soms fatale diarree veroorzaakt bij jonge kinderen, vooral in ontwikkelingslanden. EPEC veroorzaakt ziekte door zich vast te hechten aan de cellen in de menselijke darm. Zodra het zich aan deze cellen hecht, injecteert EPEC zogenaamde ‘virulentiefactoren’ in de gastheercel, waardoor het de cellulaire functies overneemt en de cel uiteindelijk vernietigt.
Twee verbindingen
De onderzoekers ontdekten twee interessante verbindingen met sterke antivirulentie- of antibacteriële eigenschappen: één afkomstig van een onbekende stam (T091-5) van het geslacht Rhodococcus, en een andere van een onbekende stam (T160-2) van Kocuria. De verbindingen vertoonden twee verschillende soorten werkingen. Ten eerste remmen ze de vorming van structuren waarmee EPEC-bacteriën zich hechten aan de darmwand. Daarnaast blokkeren ze de binding van EPEC aan een receptor op het oppervlak van de gastheercel, wat nodig is om ziekte te veroorzaken. Wat bovendien interessant is, is dat de verbinding uit T091-5 de groei van EPEC-bacteriën niet vertraagde, in tegenstelling tot de verbinding uit T160-2. Dit betekent dat T091-5 de meest veelbelovende stam van de twee is, omdat EPEC in dat geval minder snel resistentie zal ontwikkelen.
Al met al laten de onderzoekers zien hoe verbindingen uit de diepe Noordelijke IJszee gevaarlijke bacteriën kunnen uitschakelen. De resultaten tonen aan dat het verkennen van nieuwe omgevingen veelbelovende nieuwe antibacteriële medicijnen kan opleveren, wat kan helpen bij het oplossen van de wereldwijde antibiotica-crisis. En wie weet, kunnen de nieuw ontdekte verbindingen wel een aanzienlijk verschil maken in de groeiende dreiging van antibioticaresistentie en een sleutelrol spelen bij de ontwikkeling van de volgende generatie antibiotica.