Je leest:

Nieuw nanowapen tegen resistente bacteriën

Nieuw nanowapen tegen resistente bacteriën

Auteur: | 12 april 2011

Onderzoekers van IBM hebben een nieuw soort nanodeeltjes ontwikkeld die resistente bacteriën als MRSA effectief de nek omdraaien. De nanodeeltjes beuken de bacteriën open, zodat het ontwikkelen van resistentie lastig wordt. Hoopvol nieuws in een tijd waarin bacteriën steeds resistenter worden tegen antibiotica en infecties moeilijker te behandelen zijn.

De resistentie van bacteriën begint volgens de Wereld Gezondheidsorganisatie (WHO) zo langzamerhand ‘kritiek’ te worden, lazen we afgelopen week. Het is inderdaad een groot probleem: steeds meer bacteriën raken resistent tegen antibiotica, waardoor infecties moeilijker te behandelen zijn. In Europa overlijden jaarlijks 25.000 mensen aan infecties waar antibiotica geen effect meer op heeft. Het grootschalige gebruik heeft bacteriën de kans gegeven zich ertegen te verdedigen.

Nieuw wapen

Antibiotica als doxycycline en ciprofloxacine sluipen ongezien door de celwand van een bacterie heen om binnenin de cel DNA te manipuleren of celprocessen te blokkeren. Dit alles om te voorkomen dat de bacterie zich vermenigvuldigt. Maar bacteriën die deze aanval ternauwernood doorstaan, gaan zich aanpassen om nieuwe aanvallen direct af te kunnen weren. Ze veranderen bijvoorbeeld hun celwand, zodat het medicijn niet meer kan binnendringen. Deze bacteriën vermenigvuldigen zich, waardoor meer bacteriën ontstaan met deze extra bescherming: er ontstaat resistentie.

Bacteriën wapenen zich tegen antibiotica door ze bijvoorbeeld de cel uit te pompen of door ze met enzymen af te breken (1) of te inactiveren (2). Ook kunnen ze antibiotica-ongevoelige eiwitten aanmaken of de celwand veranderen om antibiotica buiten de deur te houden.
Kennislink

Men is driftig op zoek naar nieuwe wapens om de verdedigingstactieken van resistente bacteriën te bestrijden. Onderzoekers van IBM (inderdaad, de computerfabrikant) denken zo’n wapen gevonden te hebben. In samenwerking met het Institute of Bioengineering and Nanotechnology in Singapore hebben ze nanodeeltjes ontwikkeld die één van de bekendste resistente bacteriën in no time het loodje laten leggen: MRSA, ofwel de ziekenhuisbacterie. Dit is de variant van de bacterie Staphylococcus aureus die resistent is geworden tegen het antibioticum meticilline (MRSA staat voor meticilline-resistente Staphylococcus aureus). De onderzoekers menen dat met behulp van de nanodeeltjes geen resistentie meer kan optreden.

Bacterie wordt opgengebeukt

Hoe dat kan? In tegenstelling tot de huidige antibiotica maken de nanodeeltjes de celwand en het celmembraan direct kapot. Volgens de onderzoekers is dit cruciaal om ervoor te zorgen dat de bacterie zich niet meer kan aanpassen. De deeltjes beuken als het ware de bacterie open, zodat de bacterie direct wordt gedood. De nanodeeltjes zouden als medicijn ingespoten kunnen worden in het lichaam, of in de vorm van een gel bescherming kunnen bieden tegen huid- of wondinfecties.

MRSA-bacteriën voor (links) en na behandeling (rechts) met de nanodeeltjes. Het is duidelijk te zien dat de bacteriën kapot gemaakt worden. De onderste twee afbeeldingen zijn een vergroting van de bovenste twee.
IBM

De nanodeeltjes bestaan uit een synthetische vorm van het polymeer polycarbonaat. Het polymeer bestaat uit een waterafstotend (hydrofoob) deel en een wateroplosbaar (hydrofiel) deel. Zodra het in aanraking komt met water, zoals in het lichaam, rolt het hydrofobe deel zich op in het hydrofiele deel en ontstaan bolvormige nanodeeltjes van zo’n tweehonderd nanometer groot. In het lichaam moeten de nanodeeltjes in staat zijn de bacteriën op eigen houtje op te sporen. De buitenkant van de nanodeeltjes is namelijk positief geladen, waardoor ze worden aangetrokken door de negatieve elektrische lading van het bacteriemembraan.

En met koper kan het ook

Toevallig presenteerden wetenschappers van de Universiteit van Southampton afgelopen week óók een manier om MRSA aan te pakken. In het kader van World Health Day deden ze een live experiment waarin MRSA-bacteriën op een plaat van roestvrij staal en een plaat van koper werden aangebracht. Duidelijk zichtbaar was dat alleen op de koperen plaat de hoeveelheid bacteriën aanzienlijk afnam, al na enkele minuten. Bekijk hier een filmpje van het experiment.

Gezonde cellen geen risico

Nu is dit niet het eerste medicijn dat het celmembraan van bacteriën sloopt, maar de vorige pogingen waren tot nu toe weinig succesvol. Vergelijkbare medicijnen die veelbelovend in het lab leken, bleken later giftig voor dierlijke cellen of niet te werken in het complexe systeem van het menselijk lichaam. Tot nu toe zijn de eerste testen die IBM heeft gedaan in menselijke bloedcellen en levende muizen positief. Geen van de muizen overleed en er was geen spoor van giftigheid te bekennen.

Momenteel hebben de nanodeeltjes alleen hun werking bewezen bij de MRSA-bacteriën en bepaalde schimmels. De celmembranen van bacteriën zijn erg verschillend, dus mogelijk zijn andere resistente bacteriën niet gevoelig voor de nanodeeltjes. IBM is nu bezig om de nanodeeltjes voor verschillende soorten bacteriën af te stellen, bijvoorbeeld door de grootte of oplosbaarheid te variëren. En verder moeten grotere hoeveelheden polymeer gemaakt worden om klinische testen mogelijk te maken. Kortom, ze zijn er nog niet, maar het is een hoopvol begin.

Bron:

  • F. Nederberg e.a., Biodegradable nanostructures with selective lysis of microbial membranes, Nature Chemistry (3 april 2011, online) DOI:10.1038/nchem.1012

Lees meer over antibioticaresistentie op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/antibiotica/resistentie/index.atom?m=en", “max”=>"7", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 april 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.