Competitie tussen bacteriën bemoeilijkt de werking van antibiotica

In bacteriële gemeenschappen is er een voortdurende strijd om voedsel en territorium tussen verschillende bacteriesoorten. Om te overleven moeten de bacteriën zich verdedigen en die verdediging biedt ook weerstand tegen antibiotica. KU Leuven-onderzoekers beschrijven deze mechanismen in ‘Current Biology’.

Bacteriën zijn sociale organismen die leven in complexe gemeenschappen, waarin ze omringd zijn door andere bacteriesoorten. Een bekend voorbeeld van zo’n bacteriële gemeenschap is tandplak. Deze gemeenschappen zijn vaak meer ziekteverwekkend en moeilijker te bestrijden dan individuele bacteriën. Maar wat deze gemeenschappen juist zo weerbaar maakt, is nog niet goed geweten.

“Dat komt omdat deze complexe gemeenschappen moeilijk te bestuderen zijn in het labo”, verklaart professor Hans Steenackers (MICA Lab), hoofdauteur van de studie. “Daarom hebben wij een vereenvoudigd model gebruikt met een salmonellabacterie in de aanwezigheid van twee andere bacteriesoorten. Zo konden we onderzoeken hoe de verschillende soorten zich ten opzichte van elkaar gedragen.”

Onderlinge competitie

“Net als in het dierenrijk breekt er een strijd los om voedsel en territorium”, zegt bio-ingenieur Bram Lories. “In de strijd om voldoende voedingsstoffen en ruimte om te groeien, gaan de bacteriën hun gemeenschapsgenoten aanvallen. Eén van hun wapens is een soort van moleculaire speer die toxische stoffen in de tegenstander injecteert. Wat ons onderzoek aantoont is dat de bacteriën ook verdedigingsmechanismen hebben om zich te beschermen tegen dergelijke aanvallen.”

“Als verdediging gaan de bacteriën meer toxische stoffen wegpompen en een beschermende slijmlaag produceren. Een zorgwekkend neveneffect is echter dat deze verdedigingsrespons ook bescherming biedt tegen antibiotica. Daarmee toont ons onderzoek aan dat de onderlinge competitie tussen bacteriën een struikelblok kan zijn in de klinische behandeling.”

Verdediging doorbreken

“De onderlinge competitie kan schadelijk bacteriën in een gemeenschap dus beschermen. Verder onderzoek moet nog uitwijzen of dezelfde interacties ook optreden in meer complexe bacteriële gemeenschappen”, zegt professor Steenackers. “Daarnaast willen we onderzoeken of nieuwe types van antimicrobiële stoffen deze competitie en verdedigingsmechanismen kunnen verstoren, om zo tot een betere behandeling te komen.”

Verder kunnen deze bevindingen van belang zijn voor het gebruik van probiotica. “We willen nagaan of salmonella dezelfde verdedigingsrespons gebruikt in competitie met goedaardige bacteriën zoals probiotica. Zo willen we te weten komen welk type probioticum geen respons uitlokt en de antibiotica meer kans op slagen geeft.”