Darmmicroben zijn schat aan informatie: ‘we kunnen de ontdekking van antibiotica drastisch versnellen’

Onderzoekers aan de Universiteit van Pennsylvania en Stanford University hebben een nieuwe bron van potentiële antibiotica aangeboord. Ze richten zich op de microben in onze eigen darmen, die een cruciale rol spelen in onze spijsvertering en algehele gezondheid, om nieuwe geneesmiddelen te ontwikkelen.

De menselijke darm, met zijn biljoenen microben, blijkt een onverwachte schatkamer te zijn voor nieuwe antibiotica. Professor César de la Fuente, hoofdonderzoeker van een studie die in vakblad Cell werd gepubliceerd, vergelijkt de darmomgeving met een slagveld waar bacteriën constant met elkaar in gevecht zijn. “Al deze bacteriën bestaan naast elkaar, maar bestrijden elkaar ook. Zo’n omgeving kan innovatie bevorderen.”

AI speelt sleutelrol
Als bacteriën continu met elkaar de strijd aangaan om te overleven, zo luidt de logica van de onderzoekers, dan ontwikkelen ze wellicht wapens tegen elkaar die ook wij kunnen gebruiken. Dat was de aanzet om de genetische code van meer dan 400.000 eiwitten uit de darmflora van bijna 2.000 mensen onder de loep te nemen. Met behulp van geavanceerde computertechnieken en kunstmatige intelligentie hebben de wetenschappers vervolgens een selectie gemaakt van mogelijk nuttige middelen. Hun doel? Het vinden van korte aminozuurketens, ook wel peptiden genoemd, met antimicrobiële eigenschappen. 

Even effectief als bestaande antibiotica
Het team selecteerde vervolgens 78 veelbelovende kandidaten voor nader onderzoek. Tot hun verbazing bleek meer dan de helft effectief in het remmen van bacteriegroei. Maar de echte doorbraak was de ontdekking van ‘prevoteline-2’, een peptide dat qua werkzaamheid kan wedijveren met polymyxine B, een antibioticum dat momenteel wordt ingezet tegen multiresistente infecties.

“De identificatie van prevoteline-2, dat dezelfde activiteiten heeft als een van onze laatste redmiddelen tegen resistente bacteriën, polymyxine B, was zeer verrassend voor mij”, zegt Ami S. Bhatt, een van de auteurs van de studie. “Dit suggereert dat het ontginnen van het menselijk microbioom voor nieuwe en spannende klassen van antimicrobiële peptiden een veelbelovende weg is voor onderzoekers en artsen, en vooral voor patiënten.”

Veelbelovend, maar meer onderzoek nodig
Deze aanpak, waarbij computermodellen en AI worden ingezet om biologische data te analyseren, zou het proces van antibiotica-ontdekking aanzienlijk kunnen versnellen, menen de onderzoekers. “Alles is gewoon code. En als we algoritmes kunnen bedenken die die code kunnen sorteren, kunnen we het ontdekken van antibiotica drastisch versnellen”, zegt de la Fuente. In plaats van het tijdrovende verzamelen en analyseren van bodem- of watermonsters, technieken die vandaag de dag worden gebruikt, kunnen onderzoekers binnenkort razendsnel door enorme hoeveelheden genetische informatie speuren.

Terwijl verder onderzoek nodig is om de veiligheid en effectiviteit van deze nieuwe stoffen te bevestigen, biedt deze studie een hoopvol perspectief in de voortdurende wapenwedloop tegen resistente bacteriën. Het lijkt erop dat de oplossing voor een van de grootste bedreigingen voor de volksgezondheid letterlijk onder onze neus – of beter gezegd, in onze darmen – lag te wachten om ontdekt te worden.

Waarom is dit belangrijk?
Antibioticaresistentie is een probleem waarbij bacteriën zich aanpassen en ongevoelig worden voor de medicijnen die bedoeld zijn om hen te bestrijden. Dit fenomeen ontstaat doordat bacteriën op natuurlijke wijze genetische variaties en mutaties ondergaan, waardoor sommige van hen resistent kunnen worden tegen antibiotica. Wanneer antibiotica vaak en onterecht worden gebruikt, zoals bij het niet volledig afmaken van een voorgeschreven kuur of het overmatig gebruik in de landbouw, krijgen de bacteriën meer gelegenheid om zich aan te passen en resistentie te ontwikkelen.

Het probleem wordt verder verergerd door de verspreiding van resistente bacteriën, die zich van persoon tot persoon kunnen verspreiden of via voedsel, water en oppervlakken. Dit maakt het moeilijk om controle te krijgen over de verspreiding van deze resistente stammen. Bovendien verloopt de ontwikkeling van nieuwe antibiotica niet in hetzelfde tempo als de opkomst van resistentie, wat betekent dat er steeds minder effectieve behandelingsopties beschikbaar zijn. Hierdoor wordt de strijd tegen infecties steeds complexer en riskanter. 

Bronmateriaal

"Mining human microbiomes reveals an untapped source of peptide antibiotics" -
Afbeelding bovenaan dit artikel: National Institute of Allergy and Infectious Diseases / Unsplash

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd