Een nieuwe manier om resistentie te bestrijden

Ieder jaar organiseert de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) de World Antimicrobial Awareness Week van 18 tot en met 24 november. Het doel is om de wereld te herinneren aan het feit dat steeds meer geneesmiddelen tegen bacteriën, virussen, schimmels of parasieten hun werkzaamheid verliezen omdat de micro-organismen resistent zijn geworden. Dit zorgt jaarlijks voor ongeveer 700.000 sterfgevallen. Resistentie van micro-organismen is een van de speerpunten in het onderzoek van de RUG. Microbioloog Marjon de Vos werkt aan een nieuwe manier om dit probleem aan te pakken, gebaseerd op ecologie en evolutie.

Het behandelen van infecties verloopt doorgaans volgens een eenvoudig stramien: een infecties organisme veroorzaakt de ziekte, dus de oplossing is een geneesmiddel dat dit organisme kan doden. Dit werk goed, maar de werkelijkheid is toch vaak ingewikkelder, legt Marjon de Vos uit. Zij is adjunct hoogleraar Microbiologie aan de RUG. ‘De behandeling met antimicrobiële middelen veroorzaakt een selectiedruk voor resistentie. En dat gebeurt binnen microbiële gemeenschappen die bestaan uit meer dan één soort.’

Ingrijpen

Resistentie bestrijden is ingewikkeld. Een manier is om antimicrobiële geneesmiddelen zo spaarzaam en effectief mogelijk te gebruiken. ‘Je moet geen antibiotica voorschrijven bij verkoudheid, of een behandeling stoppen als de symptomen zijn verdwenen’, legt De Vos uit. In Nederlands worden dit soort basisregels doorgaans goed toegepast, weet zij. Een andere manier is het ontwikkelen van nieuwe antimicrobiële middelen die de resistentie omzeilen. ‘Maar er zitten niet heel veel van dit soort nieuwe geneesmiddelen in de pijplijn.’

Samen met haar collega’s werkt De Vos aan een derde manier. ‘Dat stramien van één infectieus organisme is te simpel. Infecties ontstaan vaak binnen een complexe microbiële gemeenschap’, legt zij uit. ‘We moeten begrijpen hoe soorten daarin op elkaar reageren en bijdragen aan de verspreiding van resistentie-genen of een snellere groei van ziekteverwekkers.’ Promovendus Timo van Eldijk werkt aan deze vragen bij de afdelingen Theoretische Biologie en Moleculaire Genetica. ‘Wanneer je deze ecologische en evolutionaire processen begrijpt kun je een manier vinden om in te grijpen’, legt hij uit.

Stressreactie

Probiotica, bacteriën die goed zijn voor de gezondheid, vormen een manier om in te grijpen in een bacteriële gemeenschap. Maar ook daarbij ligt de focus vaak op één gezonde bacteriesoort en dat is te beperkt, vindt De Vos: ‘We moeten de ecologische interacties binnen de microbiële gemeenschap begrijpen. Welke signalen worden er onderling gegeven? Welke rol spelen de verschillende soorten in het ecosysteem en hoe worden resistentie-genen uitgewisseld?’ Het aanpassen van de signalen tussen bacteriën zou een ideale oplossing zijn, als daarmee bijvoorbeeld de groei van ziekteverwekkers is te remmen, of het vasthechten van bacteriën aan het lichaam wordt verminderd.

Maar ecosystemen zijn vaak lastig te onderzoeken. ‘Gelukkig kun je dat bij micro-organismen relatief eenvoudig doen in een laboratorium of via simulaties’, vertelt Van Eldijk. ‘Daardoor kunnen we manieren vinden om de selectiedruk naar resistentie te verminderen, of de overdracht van resistentie-genen. Door de stressreactie van bacteriën te remmen verminder je bijvoorbeeld horizontale gen-overdracht, de uitwisseling van genen tussen bacteriesoorten. Dan rem je ook de overdracht van resistentie-genen.’ Uiteindelijk moet dit een manier opleveren om bacteriën te bestrijden met bacteriën.

Behandelwijzen

De Vos: ‘We hebben al bepaalde samenstellingen van bacteriesoorten ontdekt die kenmerkend zijn voor een urineweginfectie. De primaire boosdoener is doorgaans de E. coli bacterie, maar die wordt vaak geholpen door andere soorten. We gebruiken onze kennis om manieren te vinden om soorten toe te voegen die het infectieuze ecosysteem verstoren.’ De Vos wil met haar collega’s dit soort ecologische interacties tussen infectieuze organismen en de gewone microbiële gemeenschap in de urinebuis onderzoeken. ‘Door dit soort kleine microbiële gemeenschappen in de tijd te volgen hopen we het ecologische kantelpunt te ontdekken dat leidt tot een infectie.’

Ecologische interacties kunnen ook zorgen voor evolutionaire veranderingen in het erfelijk materiaal van de ziekteverwekkers. Twee jaar geleden publiceerde De Vos samen met haar collega’s een kort overzichtsartikel over evolutionaire geneeskunde in The Lancet Infectious Diseases, gebaseerd op een kruisbestuiving tussen klinische, ecologische en evolutionaire kennis van infecties. De Vos: ‘We moeten echt leren begrijpen hoe ecologische en evolutionaire interacties zorgen voor antimicrobiële resistentie. Dat zal ons helpen om nieuwe behandelwijzen te ontwikkelen.’

Zie ook:

• WHO World Antimicrobial Awareness Week
• Marjon de Vos lab
• Onder de vleugels van de KNAW organiseerde de RUG in 2016 de conferentie Antibiotics Now!. Een journalistiek verslag (Engelstalig) is online te lezen.