De komst van de koelkast, inentingen, antibiotica. Allemaal hoogtepunten voor onze gezondheid. Maar bacteriën zijn een kei in overleven en aanpassen. Halen ze ons in? Drie onderzoekers over de toekomst van antibiotica. “Over de hele wereld zoeken wetenschappers naar manieren om bacteriën te slim af te zijn.”
Het was dé uitvinding van de twintigste eeuw: penicilline. Tenminste, als het om onze gezondheid gaat. Ineens waren we in staat infectieziekten de kop in te drukken. Dat betekende dat we niet meer stierven aan ontstekingen, wat de gemiddelde levensverwachting sterk deed stijgen.
Wat brengt de toekomst echter? Steeds vaker verschijnen horrorverhalen in de krant over superbacteriën waartegen geen enkel antibioticum is opgewassen. Wat betekenen uitbraken zoals die van de ‘ziekenhuisbacterie’ MRSA voor onze gezondheid? Gaan we terug naar de tijd waarin we het loodje legden bij een long- of blaasontsteking?
Het is inderdaad een scenario, zeggen wetenschappers, zij het een worst case scenario. Als het aan hen ligt, komt het niet zover. Overal ter wereld zijn onderzoekers bezig manieren te vinden om de strijd van de bacteriën te winnen. Bijvoorbeeld door te zoeken naar nieuwe antibiotica.
Nieuwe antibiotica? Waar vind je die? “Onder andere in de natuur”, zegt professor Dirk Slotboom. Hij is hoogleraar biochemie aan de Rijksuniversiteit Groningen. “Antibiotica zijn overwegend natuurlijke stoffen. De blauwige schimmel die soms op sinaasappels ontstaat produceert bijvoorbeeld een antibioticum. Penicilline is afkomstig van de penseelschimmel. De stoffen zijn effectief vanwege hun overlevingsmechanisme: ze bestrijden andere schimmels en bacteriën om zichzelf te beschermen. Dat doen ze ook in ons lichaam.”
Ruim baan
“Vijandige bacteriën willen óók overleven”, zegt Robin Sorg. Hij promoveert deze zomer op een onderzoek naar het ontstaan van resistentie bij de ziekteverwekkende bacterie pneumokok. “Bacteriën en schimmels willen zichzelf beschermen. Daarom bestrijden ze andere bacteriën en schimmels die een bedreiging vormen voor hun overleving. Om die reden zijn er vaak al resistente bacteriën aanwezig. Als je een ziekteverwekkende bacterie met antibiotica bestrijdt, krijgen die paar resistente bacteriën ruim baan om zich te delen. Voor je het weet heb je dan een populatie die geheel resistent is.”
Dat resistentie in de afgelopen decennia zo’n groot probleem is geworden, komt volgens Sorg doordat we massaal antibiotica zijn gaan gebruiken. “Het kost een bacterie iets om resistent te zijn en te blijven. De bacterie moet enzymen aanmaken om zich aan te passen en dat kost energie. Ze is fitter als ze die energie kan behouden, wat haar overlevingskans vergroot. Maar in een omgeving waarin ze veel antibiotica tegenkomt, heeft het voor zo’n bacterie wél zin om resistent te zijn. Zo wakkert antibioticagebruik resistentie aan.”
Zwakke plekken
Overal ter wereld zijn onderzoekers dus op zoek naar nieuwe antibiotica. Ook zijn wetenschappers bezig uit te vogelen waar de zwakke plekken van een bacterie zitten. Slotboom is één van hen.
“Evolutionair gezien lijken wij op bacteriën”, zegt hij. “Om nieuwe werkzame middelen te vinden, moeten we zoeken naar plekken waar bacteriën zwak zijn en wijzelf niet, anders maakt zo’n nieuw middel ons óók ziek. Als je weet hoe een bacterie precies overleeft en hoe dat verschilt van de mens, kunnen we het proces verstoren dat essentieel is voor haar overleving. Het liefst vinden we meerdere zwakke plekken waarop we haar kunnen aanpakken, want als je maar één proces dwarsboomt, passen ze zich razendsnel aan.”
Hoe een bacterie eet
Slotbooms eigen onderzoek is een goed voorbeeld. Onlangs ontdekte zijn onderzoeksgroep dat bacteriën net als mensen vitamines nodig hebben om te overleven. Maar de manier waarop ze die vitaminen binnenkrijgen is verschillend. Ze ontdekten hoe een bacterie ‘eet’ en kunnen dat proces nu dus verstoren. “Als we ervoor zorgen dat ze verschillende vitamines niet meer binnenkrijgt, gaat de bacterie dood. Omdat het om meerdere vitamines tegelijk gaat, wordt het voor de bacterie heel moeilijk zich aan te passen. Hiermee komen we in de buurt van een nieuw antibioticum. Misschien kunnen we er in de toekomst MRSA mee bestrijden.”
Honing op de wond
Ook op andere fronten wordt gezocht naar oplossingen. Bijvoorbeeld naar alternatieven voor antibiotica. Dr. Bas Zaat is verbonden aan het Laboratorium voor Experimentele Bacteriologie in het AMC waar ze onder andere veel onderzoek hebben gedaan naar honing. Honing als bacteriedodend middel? “Ja”, zegt Zaat. “De oude Egyptenaren wisten al dat honing over superkrachten beschikt. Honing werkt bacteriedodend en wondhelend. Dat komt onder andere doordat honing rijk is aan suikers. Daarin kunnen bacteriën niet overleven. Ook de lage pH-waarde speelt een rol. Daarnaast bevat honing een antibacterieel enzym uit het speeksel van bijen dat een kleine hoeveelheid waterstofperoxide produceert. Daar kunnen bacteriën ook niet tegen. En de bijen voegen er ook nog een eigen antimicrobieel peptide aan toe, bee defensin-1, dat ook bijdraagt aan de bacteriedodende werking.”
Dat biedt perspectieven voor medicinaal gebruik. “Uit onderzoek bij gezonde vrijwilligers bleek dat de bacteriële huidkolonisatie sterk werd verminderd. Daardoor dachten wij dat het bij patiënten op de intensive care met een katheter ook zou kunnen werken tegen infecties. Dat bleek helaas niet uit ons onderzoek. Misschien valt de wijze van toepassen echter te verbeteren. Dan kan het risico op infecties er misschien toch mee worden verkleind.”
3D-printen
Er zijn nog veel meer mogelijkheden om bacteriën te slim af te zijn, zegt Zaat. Zo wordt op meerdere plekken in Europa bijvoorbeeld onderzoek gedaan naar ‘bacteriofagen’, virussen waarmee je bacteriën kunt infecteren en verzwakken. Ook in planten, kikkers, vissen en mensen wordt gezocht naar nieuwe middelen. Ons eigen lichaam beschikt namelijk ook over afweermechanismen tegen indringers van buitenaf. Zaat doet momenteel bijvoorbeeld onderzoek naar antimicrobiële peptiden, een soort eiwitdeeltjes die de membraan van bacteriën beschadigen, waardoor ze snel overlijden.
“Infectie is een groot risico bij implantaten”, zegt hij. “In de toekomst zullen we daarnaast ook steeds meer weefsels met 3D-printen gaan maken. Het zou mooi zijn als we metalen implantaten of geprinte weefsels direct antimicrobieel kunnen maken door ze met peptiden uit te rusten. Momenteel onderzoeken we de mogelijkheden van antimicrobiële peptidencoatings en coatings van zilver, wat ook een antimicrobiële werking heeft.”
Peptiden zijn om nog een andere reden interessant. “Antibiotica moeten vaak in hoge doses worden gebruikt om effectief te zijn. Dat geeft soms vervelende bijwerkingen. In een combinatie met peptiden kan de hoeveelheid van een antibioticum mogelijk worden verlaagd, waardoor bijwerkingen kunnen worden vermeden.”
Eindstrijd
Als het aan wetenschappers ligt, komt het dus niet zover dat bacteriën ons eronder krijgen. Maar het zal altijd een strijd blijven, zegt Zaat. “In de jaren zeventig dachten we al dat we de strijd van de bacteriën hadden gewonnen. De World Health Organisation schreef in een belangrijk rapport destijds zelfs een hoofdstuk over de eindstrijd tegen de bacteriën. Lange tijd werd er weinig onderzoek naar gedaan, we hadden het probleem immers opgelost. Totdat bleek dat bacteriën slimmer waren dan we dachten.”
Gelukkig wordt er weer volop onderzoek naar gedaan, maar voorlopig moeten we het volgens Zaat vooral hebben van verstandig antibioticagebruik. “Alleen daarmee kunnen we op dit moment het risico op massale resistentie-uitbraken zo laag mogelijk houden.”
Wereldwijde aanpak
Verstandig gebruik dus. Nederland is daarin een voorloper, omdat artsen het hier niet klakkeloos voorschrijven, in tegenstelling tot sommige andere landen, waar antibiotica soms bijvoorbeeld zonder voorschrift verkrijgbaar zijn en ook worden gebruikt bij griep. Dit laatste heeft absoluut geen zin, omdat griep veroorzaakt wordt door een virus en niet door een bacterie, en virussen niet gevoelig zijn voor antibiotica.
Volgens Slotboom kunnen we het probleem alleen wereldwijd aanpakken, want bacteriën houden zich niet aan landsgrenzen. “Het zal vooral van overheden moeten komen”, zegt hij. “De farmaceutische industrie investeert niet in antibioticaonderzoek, omdat het weinig geld oplevert. Antibiotica zijn geen middelen die je veel en vaak gebruikt. Juist niet, je zet ze zo min mogelijk en zo kort mogelijk in. Dat is geen goed verdienmodel.”
Ook op landbouwgebied valt er volgens hem nog een grote slag te slaan. “We gebruiken veel preventieve antibiotica in de intensieve veehouderij en zalmkwekerij, om ziekte te voorkomen. Daarin is Nederland juist geen voorloper. Die preventieve antibiotica komen in het milieu en ons drinkwater terecht, wat resistentie in de hand werkt.”
Eén stap voor
“Het zal altijd een strijd blijven”, zegt Sorg. “Zelfs voor de antibiotica die we nog niet ontdekt hebben zijn nu al resistente bacteriën. Dat is nu eenmaal hoe het in de natuur werkt.”
Zaat is het met hem eens. “Zolang we verstandig met antibiotica omgaan, het niet te vaak klakkeloos voorschrijven en onderzoek blijven doen naar nieuwe middelen, de verbetering van bestaande middelen en naar alternatieven, zullen we de bacteriën hopelijk altijd één stap voorblijven.”
Deskundigen
- Dr. Dirk Slotboom is hoogleraar biochemie aan de Rijksuniversiteit Groningen.
- Dr. Bas Zaat is Principal Investigator op de afdeling Medische Microbiologie bij het AMC in Amsterdam.
- Robin Sorg is onderzoeker en promoveert deze zomer aan de Rijksuniversiteit Groningen op een proefschrift over resistentie bij pneumokokken.