Een virus als antibioticum

Nu bacteriën steeds vaker resistent blijken tegen de bestaande middelen, wordt het tijd voor een geheel nieuw type antibioticum. Amerikaanse microbiologen denken een rijke bron te hebben gevonden in zogeheten bacteriofagen, de natuurlijke vijanden van bacteriën.

Bacteriofagen zijn virussen die geen mensen, dieren of planten lastigvallen, maar bacteriën. Ze wurmen hun genetische materiaal in een bacterie naar binnen, zetten de gastheer aan het werk om nieuwe virusdeeltjes te produceren en blazen de celwand van de bacterie vervolgens op. De verse virusdeeltjes ontsnappen uit hun kraamkamer en gaan op zoek naar een nieuw slachtoffer.

Als deze uitgekookte organismen de celwand van bacteriën kunnen vernietigen, vragen Amerikaanse microbiologen zich in Science (22/6) af, waarom maken we daar dan geen gebruik van? Immers, door uit te zoeken met welke stoffen een faag zijn dodelijke effect bereikt, kun je wellicht de nieuwe antibiotica maken waar de wereld op zit te wachten. De microbiologen geven de aftrap met een onderzoek waarin ze alvast één faag binnenstebuiten keren om te achterhalen hoe hij de bacterie E. coli, waar jaarlijks honderden mensen aan overlijden, klein krijgt.

Hiermee treden de onderzoekers in het spoor van hun befaamde voorganger Alexander Fleming (1881-1955). Ook die probeerde bacteriën te bestrijden met middelen die de natuur hem aanreikte, in dit geval schimmels. In 1929 ontdekte hij bij toeval dat een schimmel die een van zijn kweekschaaltjes vervuilde, de groei van bacteriën remde. De schimmel scheidt een stof af die bacteriën ernstig belemmert. Fleming bedacht dat zo'n 'antibioticum' van groot belang zou zijn bij de bestrijding van infectieziekten. De grote oogst van bacteriedodende middelen uit schimmels kon toen beginnen.

Nu de resistentie tegen deze klassieke middelen wereldwijd echter toeneemt, wordt het tijd voor een nieuwe klasse antibiotica. Bacteriofagen zouden daarvoor een rijke bron vormen. Vijfentwintig jaar geleden werden deze organismen uitvoerig bestudeerd omdat ze een klein en overzichtelijk genenpakket hebben, maar geleidelijk zijn ze buiten beeld geraakt. Dankzij de resistentieproblematiek komen ze terug in de belangstelling.

Bacteriofagen zijn er in vele soorten en maten. Alle hebben ze hun eigen strategie ontwikkeld om hun gastheer na gedane arbeid te vernietigen. Sommige maken agressieve eiwitten waarmee ze de celwand van de bacterie doorboren. Andere pakken het subtieler aan. Ze produceren een enzym dat de opbouw van de celwand tegenwerkt.

Volgens deze laatste methode opereert de faag die de Amerikanen tegen het licht hielden. De faag, Q-bèta geheten, weet zijn gastheer precies op zijn zwakke plek te raken. Bacteriën moeten zich omhullen met een stevige celwand, anders zouden ze door hun zoute inhoud te veel water opzuigen en uit elkaar spatten. Maar de wand mag niet té stevig zijn, anders kan de bacterie niet groeien en delen. De eencelligen kiezen in de praktijk voor een halfzacht compromis; ze vullen hun vrij robuuste wand op met extra bouwstenen als ze willen groeien. Dat vereist een heel netwerk van enzymen, en juist op die kwetsbaarheid speelt de faag Q-bèta feilloos in.

Hij maakt een enzym dat slechts één van de vele radertjes in het proces verstoort, maar dat blijkt voldoende om de opbouw van de wand totaal onmogelijk te maken. Zodra een besmette bacterie begint te groeien, schiet zijn beschermende omhulsel tekort. Er vallen gaten in, waarna de bacterie volstroomt met water en explodeert. Dit is soms al binnen een paar minuten bekeken; waarin een kleine faag groot kan zijn.

Omdat de opbouw van de bacteriële wand langs vele radertjes loopt, zijn er talloze wegen om het proces te verstoren. Fagen hebben zich uitgeput in het vinden van die variaties. Zo is er een, .X174, die een heel ander bacterieel enzym uitschakelt dan Q-bèta. En faag MS2 richt zich op weer iets anders. Dat stemt de onderzoekers hoopvol. Ze verwachten dat het mogelijk moet zijn vele soorten antibiotica te isoleren. Door zoveel mogelijk fagen en hun wapens te vinden hopen ze bacteriën te kunnen bestrijden die de meest uiteenlopende ziekten veroorzaken. Ze denken aan long- en oorontsteking, infecties met stafylokokken, de ziekte van Lyme en cholera, maar ook aan bacteriële ziekten die voorkomen bij vee, huisdieren en planten.

Het eerste bewijs voor de bruikbaarheid van antibiotica uit fagen is er al: als muizen in hun bek een infectie met streptokokken hebben, wordt die uiterst doeltreffend genezen met een enzym uit een faag. Een commentator deelt daarom de hooggespannen verwachtingen van de onderzoekers. Gezien de enorme overvloed aan fagen in de biosfeer - geschat op 10 tot de 31ste deeltjes - en gezien de verscheidenheid van hun methoden om bacteriën te vernietigen, vormen ze volgens hem een schitterende bron van nieuwe medicijnen. Hij verklaart de jacht op de bacteriofaag officieel geopend.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden