“De voorraden nieuwe bioactieve verbindingen in de natuur zijn nog zeker niet opgedroogd.”

In een rapport van de Wereldgezondheidsorganisatie stelden wetenschappers enkele jaren geleden dat ‘antibiotica-resistentie in alle delen van de wereld gevaarlijk sterk is gestegen’. Dit betekent dat antibiotica-resistentie en het groeiende aantal mensen met infecties een steeds ernstigere wereldwijde bedreiging voor onze gezondheid vormt. De vraag naar nieuwe soorten antibiotica neemt dan ook fors toe. Onderzoekers nemen daarom steeds nieuwe microben onder de loep om ze volledig te karakteriseren. En een nieuwe analyse laat zien dat we de hoop om de antibiotica-resistentie op te lossen, zeker niet moeten verliezen.

Straalzwammen
In de zoektocht naar nieuwe kandidaat-geneesmiddelen, bestudeerden onderzoekers een bodemmicrobe die bekend staat als Lentzea flaviverrucosa. “L. flaviverrucosa is een lid van een grote en diverse groep verwante bacteriën, de straalzwammen,” legt onderzoeker Joshua Blodgett in gesprek met Scientias.nl uit. “Praktisch gesproken omvat deze groep enkele zeer nuttige organismen (zoals de streptomyceten, die veel levensreddende antibiotica en andere medicijnen produceren), evenals enkele beruchte slechte exemplaren (zoals mycobacterium, die tuberculose en lepra kunnen veroorzaken).”

Over straalzwammen is bekend dat sommige bioactieve componenten produceren, die de basis vormen voor veel klinisch bruikbare geneesmiddelen, met name antibiotica en middelen tegen kanker. Sinds de jaren veertig hebben farmaceutische bedrijven veelvoorkomende straalzwammen geanalyseerd om te zien wat ze produceren. Tegenwoordig is ongeveer tweederde van alle antibiotica die in ziekenhuizen en klinieken worden gebruikt, gedeeltelijk afgeleid van straalzwammen.

Sommige van de microben die onder de noemer straalzwammen geschaard kunnen worden – bekend als de zeldzame straalzwammen – zijn wel gecatalogiseerd, maar tot nu toe niet uitgebreid bestudeerd. En Lentzea flaviverrucosa is er zo eentje. “Het Lentzea-geslacht werd pas halverwege de jaren negentig formeel erkend, dus ze zijn nog niet heel goed bestudeerd,” vertelt Blodgett. “Wel weten we dat Lentzea nauwer verwant is aan de eerder genoemde goedaardige streptomyceten, al verschilt ie nog steeds aanzienlijk van hen. Aangenomen wordt dat deze organismen voornamelijk bodembewoners zijn.”

Opvallende verschijning
Hoewel de definitie ‘zeldzaam’ niet in steen gebeiteld is, zijn de microben die zo te boek staan over het algemeen lastiger in de natuur te vinden dan andere. Bovendien groeien ze langzamer. En dat kan er allebei toe hebben bijdragen dat veel zeldzame straalzwammen nog niet volledig zijn gekarakteriseerd. “Onder de zeldzame straalzwammen kwam Lentzea flaviverrucosa echter naar voren als een opvallende verschijning,” aldus Blodgett. “Hij heeft een ongebruikelijke biologie, codeert voor ongebruikelijke enzym en stimuleert de productie van onverwachte chemie.”

Kanker
Toen de onderzoekers verder groeven, stuitten ze op een aangename verrassing. Zo blijkt dat Lentzea flaviverrucosa eigenlijk twee verschillende bioactieve moleculen produceert uit een enkele set genen die een supercluster wordt genoemd. En superclusters, die zijn schaars in de biologie. Daarnaast blijkt dat de moleculen die de zeldzame microbe produceert, actief zijn tegen bepaalde soorten menselijke eierstokkanker, fibrosarcoom, prostaatkanker en leukemie. “De benadering die we gebruikten was perfect geschikt voor het ontdekken van antibiotica,” legt Blodgett uit. “Maar onze tests brachten ons in plaats daarvan in de richting van kankercellen. Dit sluit elkaar overigens niet gelijk uit. Sommige echt belangrijke geneesmiddelen voor kanker en immunotherapie werden oorspronkelijk ontdekt als antischimmel-antibiotica en werden later ontwikkeld voor de behandeling van andere ziekten.”

Antibiotica-resistentie
Het betekent dat wetenschappers dus een potentiële nieuwe kandidaat hebben ontdekt voor de ontwikkeling van medicijnen. De studie laat bovendien zien dat zeldzame straalzwammen een nog onbenutte bron van nieuwe bioactieve verbindingen zijn. En dat biedt hoop in de strijd tegen antibiotica-resistentie. “Het feit dat we op zo’n interessante reeks nieuwe bioactieve verbindingen van een zeldzame straalzwam zijn gestuit, onderstreept dat er nieuwe moleculaire ontdekkingen wachten binnen over het hoofd geziene of ongebruikelijke groepen bacteriën,” aldus Blodgett. “En dat is veelbelovend voor onze zoektocht naar nieuwe antibiotica. Het laat namelijk zien dat de voorraden nieuwe bioactieve verbindingen in de natuur nog zeker niet zijn opgedroogd.”

Klinische toepassingen
Het is overigens nu nog te vroeg om te kunnen zeggen of de moleculen die Lentzea flaviverrucosa produceert – en actief zijn tegen verschillende soorten kanker – klinische toepassingen zullen hebben. “Het feit dat we dergelijke activiteiten hebben ontdekt is veelbelovend,” zegt Blodgett. “We zijn dan ook enthousiast, maar overdrijven niet. In termen van medicijnontwikkeling zijn er nog veel stappen te zetten.”

Wat de studie wel laat zien is dat de natuur een belangrijke inspiratiebron is voor het ontdekken en ontwerpen van nieuwe geneesmiddelen. En dat is een belangrijke les voor onze zoektocht naar nieuwe antibiotica: we hoeven de strijd nog niet op te geven. Wat betreft Lentzea flaviverrucosa, de onderzoekers zijn nu van plan de veelbelovende moleculen verder in kaart te brengen. “We zijn eigenlijk pas net begonnen ze te karakteriseren en te bestuderen of ze nog andere activiteiten hebben tegen verschillende celtypen en organismen,” zegt Blodgett. “Ik weet zeker dat er meer te vinden is daar…”