Het eerste antibioticum, penicilline, kwam bijna negentig jaar geleden op de markt als medicijn om bacteriële infecties te behandelen. De medicijnen gelden nu nog steeds als de standaard om deze ziekteverwekkers klein te krijgen. Maar het grote probleem is dat bacteriën in toenemende mate resistent worden tegen antibiotica.
Het onderzoeksteam van Eduard Babiychuk van de Universiteit van Bern (Zwitserland) bedacht een geheel nieuwe, antibiotica-vrije strategie om bacteriën te bestrijden. Ze ontwierpen nanodeeltjes die door bacteriën gemaakte gifstoffen aantrekken en onschadelijk maken. In het vakblad Nature Biotechnology beschreven ze deze maand hun werk.
Giftige stoffen
Als ziekteverwekkende bacteriën hun gastheer binnen zijn gedrongen, scheiden ze gifstoffen uit die zich verspreiden via het bloed. Deze gifstoffen binden aan het celmembraan – het vliesje wat de cel omsluit – van lichaamscellen. Als gevolg daarvan ontstaan er gaatjes in het celmembraan waardoor cellen beschadigen of zelfs doodgaan.
De strategie van de Zwitsers richt zich niet op vernietiging van de bacterie, zoals antibiotica doen, maar op het onschadelijk maken van de gifstoffen. Ze ontwierpen kunstmatige nanodeeltjes gemaakt van vetachtige moleculen genaamd lipiden. Deze ‘liposomen’ zoals de deeltjes heten, lijken van buiten heel erg op het celmembraan van lichaamscellen. Perfect om de gifstoffen om de tuin te leiden.
Muizen gered
De giftige stoffen trappen erin: ze zien het onderscheid niet tussen een liposoom en een lichaamscel. In het bloed achtervolgen ze massaal de ingespoten liposomen en binden eraan, ‘denkend’ dat ze lichaamscellen te grazen nemen. Op die manier vangen de liposomen alle gifstoffen weg die ze vervolgens neutraliseren.
Door deze afleidingsmanoeuvre blijven de bacteriën ongewapend achter. Dat geeft het afweersysteem mooi de kans om de ze uit te schakelen. In de studie kregen muizen besmet met een gevaarlijke bacterie dankzij de liposomen geen ernstige bacteriële infectie. Muizen die het medicijn niet kregen gingen dood.
Lokaas
“We hebben een onweerstaanbaar lokaas gemaakt voor bacteriële gifstoffen. De gifstoffen voelen zich dodelijk aangetrokken tot de liposomen, en zodra ze eraan binden, kunnen ze makkelijk geëlimineerd worden zonder gevaar voor de gastheercellen”, zegt Babiychuk.
De deeltjes zijn hoopgevend om bacteriën te bestrijden die niet meer op antibiotica reageren. Maar een behandeling met liposomen zou ook handig zijn om bacteriën aan te pakken die nog wél gevoelig zijn voor antibiotica, schrijven de onderzoekers. Bij het omleggen van een bacterie met antibiotica kunnen heel veel gifstoffen uit zijn binnenste vrijkomen waardoor de patiënt alsnog erg ziek wordt. Door antibiotica te combineren met liposomen is dat waarschijnlijk te voorkomen.
De therapie is alleen nog op muizen getest. Maar het is al bekend dat liposomen niet giftig zijn voor mensen: de deeltjes worden al ingezet om specifieke medicijnen af te leveren in het lichaam.
Bron:
- Brian D. Henry e.a., ‘Engineered liposomes sequester bacterial exotoxins and protect from severe invasive infections in mice’, Nature Biotechnology, online publicatie op 2 november 2014.
- Persbericht University of Bern, ‘A possible alternative to antibiotics’, online publicatie op 4 november 2014.