Werken onze antibiotica niet meer? Dan gaan we op zoek naar alternatieven!
Vorige week zondag nam ik als spreker deel aan de Dag van de Wetenschap. Het was de eerste editie die volledig digitaal doorging. Over de volledige dag kon je van thuis uit lezingen, workshops en wetenschappelijke proefjes meevolgen. Daarenboven was er ook een liveshow vanuit Technopolis! Tijdens die liveshow heb ik (voor de volle 8 minuten) kort uitgelegd hoe antibioticaresistentie een wereldprobleem is dat steeds groter wordt, en stelde ik drie alternatieven voor die klassieke antibiotica in de toekomst kunnen vervangen. Hieronder lees je wat ik te zeggen had.
Antibioticaresistentie, da’s een groot probleem
700 000… dat is hoeveel mensen er in 2016 en ook ongeveer elk jaar over de hele wereld sterven aan bacteriële infecties die niet meer te behandelen zijn. Hoe komt het nu dat die niet meer te behandelen zijn? Wel, dat komt doordat bacteriën blijven evolueren en zo resistent worden tegen de antibiotica waarmee we ze willen bestrijden. En dat is een probleem op wereldschaal dat groter en groter aan het worden is.
De bovenstaande figuur gebruikte ik reeds in een oudere blogpost. Je kan zien hoeveel jaren het heeft geduurd vooraleer er resistentie tegen een bepaald antibioticum ontdekt werd. De conclusie is nog steeds dezelfde als toen ik de figuur voor het eerst liet zien: geen enkel antibioticum werkt voor altijd.
Het feit dat bacteriën resistent worden is slechts één kant van het verhaal. Er is echter nog een andere kant van het verhaal, en die ligt bij de ontwikkeling van nieuwe antibiotica. Die ontwikkeling verloopt namelijk heel moeizaam. Dat komt omdat bacteriën vandaag sneller dan ooit evolueren, en het dus ook moeilijker dan ooit is om nog nieuwe antibiotica te ontwikkelen. Je ziet dan ook dat meerdere grote bedrijven (zoals AstraZeneca en Sanofi) hun onderzoek naar nieuwe antibiotica al volledig hebben stopgezet, net omdat het zo moeilijk is geworden. Je voelt het dus misschien al aankomen, we hebben dringend nood aan alternatieve oplossingen. En initiëel start die zoektocht vandaag de dag in de academische wereld, in onderzoeksintellingen en ook in kleine startende bedrijfjes.
Ik stel hieronder drie alternatieve oplossingen voor: de bacteriofagen, hun specifieke eiwitten die we lysines noemen, en ten derde ook probiotica. Er zijn echter nog verschillende andere oplossingen, zoals antilichamen, antimicrobiële peptiden en vaccinatie. Het belangrijkste om te weten is dat elk alternatief ook zijn voor- en nadelen heeft, net zoals klassieke antibiotica dat hebben.
Bacteriofagen: de virussen die de mens kunnen helpen
Bacteriofagen, of fagen in het kort, zijn virussen. Iedereen kent ondertussen natuurlijk het nieuwe Coronavirus, dat de mens infecteert. Maar er zijn evengoed virussen die planten infecteren of bacteriën infecteren. Die laatste noemen we fagen. Fagen zijn dus virussen die heel specifiek bacteriën gaan infecteren en die dan ook kunnen afdoden.
Fagen hebben twee belangrijke kenmerken die hen uniek maken. Ten eerste werken fagen zeer specifiek: elke faag infecteer typisch maar een zeer kleine groep van alle bacteriën, wat in sterk contrast staat met de strafste antibiotica vandaag, die vaak breed werken en dus ook nuttige bacteriën afdoden. Daarnaast zijn fagen ook iets biologisch en dus zullen zij, net zoals bacteriën, ook evolueren. In de praktijk zie je aldus vaak evolutie van de faag dat gevolgd wordt door evolutie van de bacterie, dat dan weer gevolgd wordt door evolutie van de faag, enzovoort. Dat proces noemt met co-evolutie.
Als je het proces van een faag die een bacterie infecteert zou volgen, dan zie je veelal op het einde dat de bacteriën uit elkaar spatten. Dat is het einde van een replicatiecyclus, waarbij nieuwe fagen uit de dode bacteriële cel vrijkomen en terug verspreiden. Hoe ze die bacteriën net uit elkaar laten spatten is het onderwerp van het tweede alternatief: de lysines!
Lysines werken als schaartjes
Om die bacteriën uit elkaar te laten spatten gebruiken fagen speficieke eiwitten, enzymen, dat lysines genoemd worden. Lysines kan je bijna letterlijk zien als kleine, moleculaire schaartjes of PacMannetjes. Die lysines breken de celwand van de bacterie open zodat die helemaal uit elkaar valt. Het interessante aan lysines is dat ze uit verschillende stukjes of modules bestaan. Elk van die stukjes kan veranderd worden of uitgewisseld worden om een nieuw enzym met nieuwe eigenschappen te vormen. Op die manier kan je heeeeel veel combinaties maken om verschillende bacteriën te gaan bestrijden.
Probiotica: micro-organismen met een positief effect
Ten derde zijn er nog probiotica. Dat zijn levende micro-organismen die in een bepaalde hoeveelheid kunnen toegediend worden aan de mens en zo een positief effect kunnen hebben op de gezondheid. Het gaat vaak om specifieke mengsels van bacteriën die zowel therapeutisch als profylactisch kunnen worden toegepast. Een voorbeeld is bij het behandelen van Clostridium-gerelateerde diaree en antibiotica-gerelateerde diaree. Er moet nu in de eerste plaats wel nog wat onderzoek gebeuren naar hoe de positieve effecten van probiotica net in zijn werk gaan (welke invloed hebben die micro-organismen net op ons darmmicrobioom). Ook nog een interessante piste is het onderzoeken van de effecten van probiotica in combinatie met andere alternatieven zoals fagen.
De samenvatting gaat als volgt: antibioticaresistentie is een groot probleem. MAAR, er zijn vandaag verschillende oplossingen in de maak, waar wereldwijd al veel onderzoek naar loopt. Sommige van die oplossingen worden vandaag zelfs al (op kleine schaal) toegepast om mensenlevens te redden. Er is ook zeer waarschijnlijk niet één magische oplossing, maar we zijn eerder op zoek naar verschillende puzzelstukjes die samenklikken om het grote probleem van antibioticaresistentie aan te pakken.