Onderzoekers aan de Universiteit van Dundee hebben een enzym ontdekt waarvan zij geloven dat het de sleutel kan zijn tot het voorkomen van infecties door Groep A Streptococcus die jaarlijks wereldwijd meer dan 500.000 doden veroorzaken.
Groep A Streptococcus kan leiden tot ziekten zoals keelontsteking, roodvonk, sepsis en toxisch shocksyndroom evenals verschillende langdurige auto immuunziekten met hoge sterftecijfers.
Samenwerking met collega’s aan de Universiteit van Edinburgh en de Russische Academie van Wetenschappen, leidde de Dundee onderzoekers tot een enzym dat nodig is om een koolhydraat op het oppervlak van de streptokokken te produceren wat ze mogelijk maakt om mensen en dieren te infecteren.
Het team, geleid door Dr Helge Dorfmueller, is gevestigd in de afdeling Molecular Microbiology aan de University of School of Life Sciences.
Hun onderzoek onthult nieuwe mogelijkheden om dit enzym te remmen en uiteindelijk de bestrijding van de groep A streptokokkeninfecties te bewerkstelligen. Het feit dat dit enzym werkt via een nieuw werkingsmechanisme dat ook te vinden is in andere soorten streptokokken vezrgroot de impact en relevantie van deze bevinding.
Dr. Dorfmueller zei: “Keelpijn is de meest voorkomende groep A Streptococcus infectie en kan vaak worden bestreden door het immuunsysteem van het lichaam. Helaas veroorzaakt dezelfde bacterie ook een overvloed aan ernstige en mogelijk dodelijke ziekten, zoals sepsis en toxisch shocksyndroom.”
“We wisten al dat de koolhydraatcoating een essentieel onderdeel was van de Groep A Strep, maar we wilden meer weten over de werking ervan. Wij hebben nu laten zien dat het enzym de synthese van de bacteriële coating initieert.
“Verrassend vonden we ook dat dit enzym dezelfde functie vervult in veel andere soorten streptokokken. Dit omvat de groep B streptokokken, die ernstige infecties kunnen veroorzaken bij pasgeborenen, en groep C en G Streptokokken die soortgelijke ziekten veroorzaken als groep A, inclusief bacteriëmie en endocarditis, bij mensen en dieren.”
Het nieuw ontdekte enzym ?-D-GlcNAc-?-1,4-L-rhamnosyltransferase is niet aanwezig in mensen of dieren, wat een nieuwe mogelijkheid geeft voor het ontwikkelen van relevante geneesmiddelen.
Antimicrobiële resistentie is een wereldwijd probleem en bestaande antibiotica werken niet in ongeveer 20% van de gevallen van keelontsteking. Het doel op lange termijn van het Dundee team is te helpen bij de ontwikkeling van een nieuwe klasse van een antimicrobieel medicijn dat de enzymen volledig zou kunnen remmen of de werkzaamheid ervan kan verminderen. De volgende stap in de richting van dit doel zal de samenwerking zijn met de Drug Discovery Unit van de universiteit om verbindingen te ontwikkelen die kunnen gebruikt worden voor dit enzym.
Het onderzoek werd gezamenlijk geleid door promovendus Azul Zorzoli en Ben Meyer, een voormalige postdoc in het laboratorium van Dr. Dorfmueller. Azul legde uit: “Stel je een tennisbal voor, deze koolhydraat zou de harige laag zijn die de bal bedekt. Deze laag is een essentieel structureel onderdeel van de cel en wordt door de bacterie gebruikt om infectie te vergemakkelijken. In ons recent onderzoek laten we zien hoe dit eiwit de productie van deze koolhydraten initieert via een nooit eerder beschreven mechanisme.”
“Ons onderzoek biedt de mogelijkheid om ons op deze enzymatische stap te richten voor het ontdekken van een geneesmiddel. Deze bevindingen kunnen bijvoorbeeld een hoeksteen vormen voor het ontwikkelen van een nieuwe verbinding om streptokokken te remmen, wat leidt tot nieuwe therapeutische strategieën. Omdat deze stap, die exclusief is voor bacteriën, moeten de verbindingen gericht op dit enzym een minimaal off-target effect hebben, waardoor het een uitstekendekandidaat is als antimicrobieel medicijn.”
Vertaling: Andre Teirlinck