Bescherming tegen bacteriën: quorum sensing

Antibiotica vormen een hoeksteen van de hedendaagse medische wetenschap. Zonder antibiotica zouden we weer vatbaar worden voor vele ziektes en aandoeningen die al lang overwonnen lijken. Wetenschappers luiden de alarmbel: antibiotica worden door overgebruik steeds minder efficiënt, bacteriën steeds resistenter. Wetenschappers en de farmaceutische sector onderzoeken nieuwe behandelingsmethoden: kunnen we tussenkomen in de communicatie van bacteriën onderling en hen zo onder controle houden?

Inhoudsopgave

• Antibiotica
• Nieuw fundamenteel onderzoek
• Sociale bacteriën
• Volgende generatie medicatie

Antibiotica

Antibiotica vormen de sleutel tot onze gezondheid in dit tijdperk. Antibiotica kunnen ons beschermen tegen aanvallen van allerlei bacteriën die vele verschillende ziekten veroorzaken. Omdat de antibiotica vaak te snel worden voorgeschreven door dokters, en omdat patiënten er te snel naar vragen, worden ze steeds minder effectief. Antibiotica worden vaak ook voorgeschreven voor virale infecties: daarbij helpen ze helemaal niet, maar dit draagt wel bij aan het resistent maken van bacteriën tegen onze medicatie. De antibiotica waarop we al decennialang vertrouwen, blijken minder betrouwbaar dan eerst gedacht, of toch op lange termijn. Bacteriën zijn in staat te veranderen (evolueren) en kunnen bescherming ontwikkelen tegen de aanvallen van antibiotica, zodat ze ondanks een antibioticakuur toch ziektes kunnen veroorzaken omdat de bacteriën de antibiotica al kennen. Net zoals alle andere levende wezens evolueren bacteriën, zoals Darwin uitlegde in de evolutietheorie. Omdat bacteriën kort leven en zich razendsnel voortplanten, evolueren ze ook vele malen sneller dan planten of dieren.

Omdat de resistentie zo snel toeneemt, wordt het ook minder winstgevend voor farmaceutische bedrijven om nieuwe klassen antibiotica te ontwikkelen. De onderzoekskosten voor een nieuwe soort antibiotica liggen makkelijk rond een miljard euro, maar omdat de resistentie zo snel toeneemt worden farmaceutische bedrijven onzeker of ze die zware investering wel zullen terug verdienen.

Nieuw fundamenteel onderzoek

Inspelen op die evolutie lijkt dus geen goed plan. Zelfs als we nu reeds gemuteerde bacteriën, die resistent geworden zijn tegen antibiotica, weer kunnen bestrijden met andere antibiotica zullen die vroeg of laat weer vertrouwd raken met de antibiotica waardoor die haar effectiviteit afneemt. Nu al zijn er sommige ziektedragers die resistent zijn tegen verschillende soorten antibiotica.
Omdat de resistentie tegen antibiotica toeneemt, in een zodanig tempo dat wetenschappers zich zorgen maken of ze binnen enkele decennia nog wel bruikbaar zullen zijn, wordt er nu op zoek gegaan naar helemaal andere methoden om met bacteriën om te gaan.

Sociale bacteriën

Lange tijd dachten we dat bacteriën altijd alleen waren, individueel delen en voortplanten. Dat blijkt volgens recent onderzoek niet te kloppen. Bacteriën en microben kunnen met elkaar communiceren, en hebben dus sociale levens. Het handelen van een bacterie is dus ook niet zoals een losgeslagen projectiel. Bacteriën coördineren hun handelingen samen, en gedragen zich eerder zoals een zwerm bijen of een groep mieren: samen zijn ze sterker.

Bacteriën scheiden kleverige stoffen af waarin ze zich thuis voelen. Ze proberen dicht bij elkaar te blijven leven, en bewegen zich voort in groep zodat ze sterker staan tegenover andere micro-organismen en zich als groep kunnen verdedigen, want alleen zijn ze vaak kansloos.

De communicatie verloopt niet zoals bij mensen via geluiden en gezichtsuitdrukkingen, maar wel via de afscheiding van speciale moleculen. Die moleculen zijn zoals chemische signalen waarmee bacteriën meer informatie kunnen krijgen over hun omgeving: welke bacteriën en cellen zijn er in de omgeving? Omdat ze in groep leven delen ze al die informatie en weten zo genoeg over de omgeving om er op te kunnen reageren. Via communicatie te weten komen hoeveel gelijkaardige bacteriën er in de omgeving zijn noemt men 'quorum sensing' ('aantal aanvoelen'). Quorum sensing is dus het aanvoelen van bacteriën hoe groot de groep van micro-organismen is, en of die groot genoeg is om bepaalde andere micro-organismen te kunnen aanvallen.

Volgende generatie medicatie

Vele verschillende soorten bacteriën gebruiken allerlei verschillende moleculen om op die chemische manier te communiceren. In laboratoriumomstandigheden slagen wetenschappers er al in om signalen te wijzigen of te blokkeren en kan er al gecommuniceerd worden met bacteriën. De zoektocht is begonnen naar medicatie die kan communiceren met bacteriën in het menselijk lichaam. Op die manier zou medicatie een populatie van bacteriën onder controle kunnen houden, in plaats van helemaal uit te moorden. Via communicatie met chemische signalen kunnen de bacteriën onder controle gehouden worden. Dit zou efficiënter zijn dan antibiotica, die zowat alles doden dat ze tegenkomen waardoor ze ook 'gezonde' bacteriën doden en de weerstand van de mens doen afnemen. Medicatie gebaseerd op chemische communicatie zou de weerstand van mensen net kunnen doen toenemen.

Medicatie zou bijvoorbeeld de communicatie-moleculen van bacteriën kunnen opruimen of verwijderen zodat het quorum sensing verstoord wordt. De populatie bacteriën kan dan misschien wel groot genoeg zijn om het menselijk lichaam aan te vallen, maar zal dat niet doen omdat ze niet langer kunnen weten hoe groot hun groep is, en of die groot genoeg om efficiënt te kunnen aanvallen. Zolang ze dat niet weten, zouden ze dat normaal niet wagen want dan worden ze uitgeroeid door het menselijke immuunsysteem.

Lees verder

• Toekomstige zonnecrèmes