De bacterie Vibrio cholerae heeft een afweersysteem tegen bacteriofagen genaamd CBASS. Dit faag verdedigingsmechanisme maakt de cholera-pathogeen gevoelig voor antibiotica.
Bacteriën hebben een immuunsysteem dat hen beschermt tegen virussen die bekend staan als bacteriofagen. Een onderzoeksteam van de universiteiten van Tübingen en Würzburg heeft nu aangetoond hoe dit immuunsysteem de werking van specifieke antibiotica tegen de cholera-pathogeen Vibrio cholerae versterkt. Het immuunsysteem is de reden dat deze bacterie bijzonder gevoelig is voor een van de oudst bekende klassen antibiotica: de antifolaten. De bevindingen van het team zijn gepubliceerd in het nieuwste nummer van Nature Microbiology.
Vibrio cholerae veroorzaakt wereldwijd ernstige cholera-uitbraken en is endemisch in veel ontwikkelingslanden. Het immuunsysteem bestaat uit verschillende moleculaire afweersystemen die de bacterie beschermen tegen aanvallen van verschillende bacteriofagen. Eén van deze afweersystemen wordt CBASS (cyclisch poligonucleotide gebaseerd antifaag signaleringssysteem) genoemd. CBASS wordt geactiveerd wanneer Vibrio cholerae wordt aangevallen door bacteriofagen en zorgt ervoor dat de geïnfecteerde bacterie zichzelf vernietigt, waardoor verdere infectie van de bacteriepopulatie wordt voorkomen. Het onderzoeksteam onder leiding van professor dr. Ana Brochado heeft nu aangetoond dat antifolaat antibiotica het CBASS-afweersysteem activeren, zelfs als er geen bacteriofagen aanwezig zijn. Het geactiveerd CBASS versterkt dus het effect van het antibioticum en leidt tot de celdood van Vibrio cholerae. “Net als bij een auto-immuunziekte wordt de bacterie beschadigd door zijn eigen immuunrespons”, zegt dr. Susanne Brenzinger, hoofdauteur van het onderzoek.
Susanne Brenzinger en Ana Brochado in het Microbiologielaboratorium van de Universiteit van Würzburg © Daniel Peter / Universiteit van Würzburg
Het onderzoeksteam van professor dr. Ana Brochado onderzoekt het effect van antibiotica met behulp van high-throughput screening – een geautomatiseerde methode die het effect van duizenden stoffen op bacteriën test – in combinatie met computationele analyses. Deze aanpak maakte de ontdekking mogelijk van de interactie tussen CBASS en antibiotica. ‘Antifolaten behoorden tot de eerste antibiotica op de markt; ze remmen de synthese van folaten, de bouwstenen van het DNA. Uit onze resultaten blijkt dat we ruim negentig jaar na de introductie van antifolaten nog steeds niet alles weten over hun werkingswijze. Verrassend genoeg wijzigt het bacterieel immuunsysteem hun effect”, zegt professor Brochado, die onderzoek doet naar de systeembiologie van antibiotica in de Tübingen Cluster of Excellence “Controlling Microbes to Fight Infections” (CMFI).
Professor Brochado voegt hieraan toe: ‘Hoe meer we weten over de werking van antibiotica, hoe beter we ze kunnen gebruiken. Dit zal ons helpen beslissen of we ze alleen moeten gebruiken, in combinatie met andere antibiotica, of zelfs parallel met faagtherapie. alleen tegen cholera, maar ook tegen andere bacteriële infecties. Het juist en effectief gebruik van antibiotica is cruciaal om de verdere ontwikkeling van antibiotica resistentie te voorkomen.”
Vertaling persbericht : Andre Teirlinck