Wat als onze antibiotica niet meer werken?

Hoe het gebruik van antibiotica een probleem is geworden

Antibiotica heeft ons al vele tientallen jaren gered van ernstige pathogenen. Het begon allemaal in 1928, toen Alexander Fleming terug kwam van vakantie. Hij merkte in zijn labo op dat een schimmel (Pennicilium notatum) een groeiplaat van een Staphylococcus bacterie had verontreinigd. Opmerkelijk was dat op de plaats van verontreiniging geen bacteriën meer groeiden! Na Fleming zijn toevallige ontdekking duurde het echter vele jaren vooraleer penicilline, de actieve stof, eindelijk gebruikt werd om patiënten te verzorgen. Inderdaad, de tweede wereldoorlog bracht onderzoek en ontwikkeling naar antibiotica in een stroomversnelling.

Tussen 1940 en 1962 (de ‘gouden jaren’ voor antibiotica) werden dan ook de meeste klassen antibiotica ontdekt en op de markt gebracht. Velen hiervan worden vandaag nog steeds gebruikt. Echter, het grote succes van antibiotica heeft ook gezorgd voor de problematiek die we vandaag kennen. Meticiline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), beter bekend als de ziekenhuisbacterie, is een van de meest bekende voorbeelden. Reeds in 1960 kwamen de eerste resistente vormen van deze bacterie voor. Vandaag zijn MRSA en extreem resistente tuberculose bacteriën amper te behandelen (Davied & Davies, 2010).

Het vervelende aan de zaak is dat resistentie een natuurlijk proces is. Darwin legt uit dat het best aangepaste (‘fitste’) individu de grootste kans heeft om zich voort te planten. Toevallige mutaties in het DNA van bacteriën kunnen ervoor zorgen dat zij de behandeling van een antibioticum overleven, ze zijn resistent geworden. Deze ‘fitte’ individuen kunnen dan verder voortplanten, waardoor de resistentie zich verspreidt.

Daarenboven komen genen voor resistentie ook voor op zogenaamde plasmiden die uitgewisseld kunnen worden tussen bacteriën. Hierdoor verspreidt de resistentie niet alleen van generatie op generatie (verticaal) maar ook horizontaal! Visueel is dit beter voor te stellen: onderstaande grafiek toont de perioden tussen de ontdekkingen van verschillende antibiotica en de eerst gekende resistenties tegen die antibiotica. Conclusie: geen enkel antibioticum werkt voor altijd.

Hoe ziet de situatie er vandaag uit?

Vandaag is de problematiek tweevoudig geworden. Enerzijds blijven bacteriën evolueren en dus resistentie vormen tegen de antibiotica die we ervoor ontwikkelden. Jaarlijks sterven vandaag reeds 700 000 mensen wereldwijd aan onbehandelbare bacteriële infecties (O’Neill, 2016). Anderzijds is de ontwikkelingskost om een nieuw antibioticum op de markt te krijgen enorm gestegen, waardoor bedrijven afhaken. Grote bedrijven als Novartis, AstraZeneca en Sanofi kondigden al aan dat ze hun onderzoek naar nieuwe antibiotica hebben stopgezet. Sinds 2000 zijn er amper twaalf nieuwe antibiotica op de markt gekomen! De bal komt nu terug in het kamp van academia en kleine bedrijven die innovatieve oplossingen kunnen en durven aanbrengen. En dat brengt ons tot mogelijke oplossingen.

Alternatieven en oplossingen

Wetenschappers hebben al aan verschillende alternatieven gedacht om pathogenen te bestrijden. Een eerste voorbeeld zijn antilichamen. Deze eiwitten kunnen specifieke componenten van de pathogeen of toxinen die de pathogeen uitscheidt herkennen. Antilichamen kunnen binden met deze componenten of toxinen en op die manier de pathogeen inactiveren. Daarnaast zijn er twee mogelijke oplossingen in de natuur te vinden. Fagen, waarover we vorige week spraken, zijn de natuurlijke vijanden van bacteriën. Deze virussen infecteren en doden bacteriën af. Op die manier vormen ze dus een interessant alternatief in de strijd tegen bacteriën!

Daarenboven zijn niet alleen fagen in zijn geheel interessant, maar ook hun specifieke eiwitten. Lysinen zijn eiwitten die in de laatste fase van een faag infectie werken: nadat de faag een bacterie geïnfecteerd heeft moet ze ook (in grotere aantallen) terug naar buiten kunnen om verder te verspreiden. Lysinen breken daarom de celwand van binnenuit open zodat de bacterie vrij letterlijk uit elkaar spat en de fagen in de omgeving vrijkomen.

Een laatste oplossing is het gebruik van vaccinaties. Vaccins werken als preventiemiddel. Door je te laten vaccineren tegen potentieel ziekmakende bacteriën helpen we ons lichaam zelf de bacterie te bestrijden moesten we er ooit mee in contact komen. Zo hebben we geen antibiotica meer nodig om de infectie te bestrijden! Voor de geïnteresseerden, er zijn nog enkele andere interessante oplossingen: zie Czaplewski et al. (2016).

Vragen of suggesties?

Heb je vragen? Of heb je ideeën over onderwerpen die je besproken wilt zien? Laat het mij gerust weten! In deze blog kan je inspirerende (bio)tech verwachten die eenvoudig wordt uitgelegd. De focus zal liggen op wetenschappelijke vooruitgang die nuttig kan zijn in het dagelijkse leven. Hoe denk jij dat (bio)tech jouw dagelijkse leven nog zou kunnen verbeteren?