De ontdekking is de eerste die zich richt op de bacteriële “persisters” die verantwoordelijk zijn voor veel slepende ziekten

Onderzoekers van het Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering aan de Harvard University en van de Boston University hebben een effectieve, goedkope aanpak ontwikkeld voor de behandeling van chronische bacteriële infecties, zoals stafylokokken en urinewegen, en mogelijk zelfs streptokokken en tuberculose. Hun bevindingen verschijnen in het nummer van 12 mei van Nature.

Chronische en terugkerende infecties worden meestal veroorzaakt door bacteriële “persisters” – een kleine subpopulatie van bacteriën die erin slagen een antibiotische aanval te overleven door zich in wezen af te sluiten en er doorheen te “slapen”, zelfs terwijl hun tegenhangers, die wakker zijn, worden gedood.

Daardoor lijkt de patiënt aanvankelijk volledig hersteld, maar in de loop van weken of zelfs maanden komen de persisterende bacteriën weer tot leven, vaak sterker en agressiever dan ooit tevoren, en is de ziekte weer terug. Bacteriële persistentie is een belangrijk obstakel voor de succesvolle behandeling van infectieziekten. Ziekten kunnen maandenlang aanslepen, infecties kunnen zich uitbreiden naar nieren en andere organen, en de behandelingskosten kunnen de pan uit rijzen. Gezien de aanzienlijke negatieve impact is bacteriële persistentie een groeiend onderzoeksgebied geworden, maar tot op heden is er nog geen behandeling ontwikkeld die persisters rechtstreeks aanpakt.

In tegenstelling tot antibioticaresistente bacteriën, wier vermogen om behandelingen met geneesmiddelen te weerstaan gebaseerd is op genetische verschillen, zijn persisters genetisch identiek aan de andere leden van hun bacteriële gemeenschap. Wat hen onderscheidt van het peloton is hun vermogen om over te schakelen op een energiebesparende modus.

Maar een onderzoeksteam onder leiding van James J. Collins, Ph.D., heeft nu een goedkope en effectieve manier ontdekt om deze bacteriële slapers te wekken, met behulp van suiker om ze te stimuleren in een actieve staat waarin ze net zo kwetsbaar zijn voor antibiotica als de anderen in hun gemeenschap.

Collins is een kernfaculteitslid van het Wyss Institute, een hoogleraar Biomedische techniek aan de Universiteit van Boston, en een onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute. Kyle Allison, van het Howard Hughes Medical Institute en Boston University, was de eerste auteur, met Mark Brynildsen, een assistent-professor in het Department of Chemical and Biological Engineering aan Princeton University, een bijdragende auteur.

Hun aanpak bestaat uit het toevoegen van suiker aan het antibioticum. De suiker werkt als een stimulans, die in wezen de normale reacties van de bacteriën, zoals sterven wanneer ze geconfronteerd worden met een dodelijk antibioticum, weer aanzet. Allison vergelijkt het effect van de suiker met een bacteriële kop koffie of de gil van een wekker.

Met deze strategie op E. coli-bacteriën, die urineweginfecties kunnen veroorzaken, was het team in staat om 99,9 procent van de persisters binnen slechts twee uur te elimineren, in tegenstelling tot geen eliminatie zonder suiker. De aanpak was even effectief bij het doden van de bacterie die stafylokok infecties veroorzaakt. “Ons doel was om de effectiviteit van bestaande antibiotica te verbeteren, in plaats van nieuwe uit te vinden, wat een lang en kostbaar proces kan zijn,” zegt Allison.

Deze bevindingen hebben het potentieel om het leven te verbeteren van onnoemelijk veel mensen die worstelen met zeurende infecties, terwijl ze ook de kosten van de gezondheidszorg aanzienlijk verlagen. Maar, de meest significante impact zou uiteindelijk gevoeld kunnen worden mensen over de hele wereld die lijden aan tuberculose, dat is de volgende focus van Allison en Collins’s onderzoek.

TB, dat is een chronische bacteriële infectie die de longen aantast, veroorzaakt meer doden dan elke andere infectieziekte. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie sterven er dagelijks ongeveer 4700 mensen aan TB. Behandeling duurt meestal vijf tot negen maanden.