Na virussen wacht ons een nieuw gevaar: bacteriën. Ze worden in rap tempo resistent, waardoor infecties steeds moeilijker te bevechten zijn. Gilles van Wezel bouwt het fundament voor de zoektocht naar nieuwe antibiotica.
Blaasontsteking? Even langs de dokter voor een antibioticakuurtje. Maar voor hoe lang nog? ‘Bacteriën passen zich aan. Wereldwijd worden ze in rap tempo resistent, waardoor onze antibiotica bij veel bacteriën niet meer werken’ zegt Gilles van Wezel, hoogleraar moleculaire biotechnologie aan de Universiteit Leiden. ‘We hebben een gigantisch probleem.’
‘Resistentie gaat miljarden kosten in de zorg. Bacteriën die ons te slim af zijn, vormen een traag groeiend gevaar. Waar de coronapandemie razendsnel opkwam, vormt antibioticaresistentie de zogeheten ‘langzame pandemie’. Maar het gevaar komt eraan: over dertig jaar overlijden mogelijk meer mensen door bacterie-infecties dan aan kanker. Zelfs een eenvoudige ontsteking kan dan tot de dood leiden.’
AI verbetert hoekschop
Kunstmatige intelligentie kan voetbaltrainers helpen bij het verbeteren van hoekschoppen. Experts vinden de AI-suggesties voor hoekschopopstellingen i ...
De vraag is dus: waar halen we nieuwe antibiotica vandaan die straks nog wel werken? Om deze vraag te beantwoorden, heeft Van Wezel een van de grootste onderzoeksbeurzen in Europa gekregen. Zijn onderzoek naar ‘slapende antibiotica’ legt een veelbelovend fundament voor de strijd tegen ziekmakende bacteriën.
Wat zijn slapende antibiotica?
‘In de 20e eeuw ontdekten we met sneltreinvaart antibiotica, totdat we niets nieuws meer vonden. Nieuwe antibiotica zoeken gaat net zoals voetbalplaatjes sparen bij de supermarkt. De eerste keer dat je boodschappen doet, zijn ze allemaal nieuw. De tweede keer ook. Maar de derde en vierde keer krijg je er eentje die je al hebt. Op een gegeven moment heb je ze bijna allemaal. Dan is het ontzettend moeilijk om die laatste te vinden, je blijft maar op dezelfde plaatjes stuiten. Op dat punt zijn we nu in antibioticaonderzoek.
We weten dat grondbacteriën – goede bacteriën die in de grond leven – nieuwe antibiotica kunnen maken om andere bacteriën uit de buurt te houden. Maar in het lab willen ze dat niet doen. Daarom noemen we dit ‘slapende antibiotica’. Ik doe al jaren onderzoek naar de vraag wanneer die nieuwe antibiotica dan wél worden aangemaakt.’
Hoe ‘wek’ je slapende antibiotica?
‘Hiervoor moeten we eerst terug naar de natuur. De meeste antibiotica komen niet uit de fabriek, maar zijn natuurstoffen uit de grond. Schimmels en grondbacteriën zoals de Streptomyces produceren 95 procent van alle antibiotica. Die bacteriën groeien in bosgrond en krijgen daar een kakofonie aan signalen op zich afgevuurd. Deze bepalen of Streptomyces bijvoorbeeld gaan groeien of antibiotica gaan produceren. De grootste uitdaging in het lab is begrijpen welke signalen de antibioticaproductie ‘aanzetten’.
Grondbacteriën beschermen zichzelf met antibiotica tegen vijandelijke bacteriën. Grondbacteriën zitten geworteld in de aarde met een dradennetwerk, net als paddenstoelen. Als de voedingsstoffen op zijn in de grond, maken ze sporen. Die worden ergens anders heen geblazen, waar ze opnieuw uitgroeien. Om die sporen te maken breken ze hun eigen dradennetwerk af tot bouwstenen. Vijandelijke bacteriën die wel kunnen bewegen, haasten zich erheen om die bouwstenen op te eten. De grondbacteriën produceren antibiotica om hun vijanden te doden. Antibiotica zijn dus wapens, en worden alleen gemaakt tijdens de sporenvorming.’
Kunnen we met deze kennis nieuwe antibiotica produceren?
‘Als ‘hongerige’ grondbacteriën hun dradennetwerk afbreken tot bouwstenen, is dat een signaal dat er antibiotica nodig zijn. Als we deze bouwstenen bij grondbacteriën voegen in het laboratorium, gaan ze inderdaad antibiotica maken. Deze signaalmoleculen zetten een ‘schakelaartje’ om, dat genen voor antibioticaproductie ‘aanzet’. Dat is echt een vertaling van wat er in de natuur gebeurt. We hebben recentelijk nog twee van zulke signaalstoffen gevonden.
Toch hebben we nog geen nieuwe medicijnen. Eerst moeten we de kakofonie aan signalen in kaart brengen, om te snappen hoe ze antibioticagenen activeren.’
Kun je antibiotica niet uit de natuur halen?
‘De grondbacteriën maken antibiotica tot nu toe alleen – verrassing – in de grond. Als je vele bacteriesoorten met modder en al in de grond stopt, kun je niet zien welke signaalstoffen welke bacterie aanzetten tot antibioticaproductie. Bovendien worden onbekende antibiotica slechts in minuscule hoeveelheden gemaakt, in tegenstelling tot al bekende antibiotica. Vergelijk het met ‘goudklompjes’ die je niet ziet tussen een berg kiezelstenen. Voor medicijnen haal je nooit genoeg uit de natuur. Je zult naar het laboratorium moeten.’
Hoe kunnen we het dan wel oplossen?
‘We leren wel veel van de natuur. Na langdurig onderzoek weten we welke genen die (nu nog) slapende antibiotica kunnen maken. We kennen er nu al meer dan een miljoen. Maar we moeten voor elk antibioticumgen uitzoeken met welk ‘schakelaartje’ we het ‘aan’ kunnen zetten, zodat antibiotica geproduceerd worden. Als je na veel onderzoek, geld en moeite zo’n schakelaartje omzet, en je vindt geen nieuw antibioticum, is dat zonde. Dus waar begin je?
De bouwstenen die signaleren dat antibiotica nodig zijn, zijn maar één regulatiemechanisme. Ik wil een stap dieper gaan. Met moderne technologie willen we alle regulatiemechanismen van de grondbacterie in kaart brengen. Daarvan kennen we nu pas zo’n 3 procent. Als we herkennen hoe antibioticagenen gereguleerd zijn, kunnen we voorspellen welke van die miljoen genen de kiezelstenen en welke de goudklompjes zijn.
Ik wil een handleiding maken, zodat onderzoekers wereldwijd nieuwe medicijnen kunnen vinden. De hele wereld kan onze databases straks gebruiken.’
Komt er geen resistentie tegen deze nieuwe ‘slapende’ antibiotica?
‘Er ontstaat ongetwijfeld uiteindelijk weer resistentie tegen nieuwe antibiotica, maar toch moeten we voor de komende generaties echt nieuwe vinden. Anders moeten we buitengewoon radicale therapieën gaan toepassen bij bacterie-infecties, met net zulke grimmige bijwerkingen als chemotherapie bij kanker.
Ik ben er honderd procent van overtuigd dat er ergens antibiotica zijn waar we nu geen weet van hebben, maar die ongelooflijk belangrijk gaan zijn. We hebben nog zóveel niet geprobeerd, het is ondenkbaar dat alles is gevonden.
Ik weet niet of dit de toekomst is. Maar zo leren we wel of we deze weg moeten blijven bewandelen. Oplossen gaan we het nooit, want resistentie zal altijd terugkomen. Wat we wel kunnen doen is het fundament leggen voor nieuwe medicijnen. Hiermee hopen we de langzame pandemie voor te blijven.’
