Nieuw soort antibiotica ontdekt, afkomstig uit microbiële ‘dark matter’

Er is een nieuw en krachtig wapen in de maak tegen superresistente bacteriën. Een nieuw soort antibiotica, geïsoleerd uit bacteriën die voorheen niet gekweekt en bestudeerd konden worden, heeft de potentie om in de toekomst vele levens te redden.

Het middel heet Clovibactin en het vernietigt bacteriën op een eigenaardige, maar zeer doeltreffende manier. De wijze waarop het de celwand van de eencelligen aantast, maakt het erg lastig voor de microben om er weerstand tegen te ontwikkelen. Ondertussen laat het middel dierlijke cellen ongemoeid. Onderzoekers van onder meer de Utrecht University hebben samen met het Amerikaanse bedrijf NovoBiotic Pharmaceuticals uit Cambridge het middel ontwikkeld.

Nieuwe antibiotica zijn schaars
De resistentie die ziekteverwekkende bacteriën en schimmels in de loop der jaren opgebouwd hebben tegen antibiotica is een groot probleem voor de volksgezondheid. Wetenschappers over de hele wereld zoeken daarom naar nieuwe oplossingen. “We hebben zo snel mogelijk nieuwe antibiotica nodig om gevaarlijke bacteriestammen te bestrijden die steeds resistenter worden tegen het gros van de antibiotica”, zegt onderzoeker Markus Weingarth uit Utrecht. Helaas is de ontwikkeling van nieuwe antibiotica een moeizaam proces. Er zijn weinig nieuwe middelen op de markt gekomen in de afgelopen decennia, en ze lijken doorgaans vrij veel op oudere, al bekende antibiotica.

Grote doorbraak
“Maar Clovibactin is anders”, legt Weingarth uit. “Clovibactin is namelijk geïsoleerd uit bacteriën die we eerder niet konden opkweken en bestuderen. Ziekteverwekkende bacteriën zijn nog nooit met dit soort antibiotica in aanraking gekomen en hebben er dus nooit resistentie tegen kunnen opbouwen.” Clovibactin is uitgevonden door het kleine Amerikaanse farmaceutische bedrijf NovoBiotic, nadat de microbioloog Kim Lewis een doorbraak forceerde op het gebied van ‘onkweekbare’ bacteriën. Hij bouwde een apparaat waarmee ‘bacteriële donkere materie’, oftewel voorheen niet te cultiveren bacteriën, kunnen worden gekweekt.

Ongeveer 99 procent van alle bacteriën wordt als onkweekbaar in het lab beschouwd, maar dat is nu dus anders. Met de iCHip is het de wetenschappers gelukt om de bacterie E. terrae ssp. Carolina uit de zanderige grond van North Carolina te plukken, op te kweken en de stof Clovibactin uit de microben te isoleren. De onderzoekers schrijven dat het nieuwe middel een groot aantal ziekteverwekkende bacteriën met succes aanvalt. Onder andere muizen die waren geïnfecteerd met de superresistente Staphylococcus aureus knapten er enorm van op.

Driedubbele aanval
Clovibactin pakt bacteriën op een verrassende manier aan. De stof valt niet één, maar liefst drie verschillende precursormoleculen aan, die stuk voor stuk essentieel zijn voor de bouw van de celwand – een envelopachtige structuur die rond de bacterie groeit. Dit werd ontdekt door de Duitse onderzoeker Tanja Schneider uit Bonn. “Door het meervoudige aanvalsmechanisme van Clovibactin wordt de synthese van de bacteriële cel tegelijk op verschillende plekken geblokkeerd. Dit maakt het medicijn erg krachtig en zorgt ervoor dat het heel lang duurt voordat er resistentie intreedt”, legt Schneider uit.

Geen weerstand
Weingarth legt uit hoe zijn slimme middel precies werkt. “Clovibactin wikkelt zich om pyrofosfaat als een strak zittende handschoen. Het is als een kooi die om zijn doelwit heen zit. ‘Klouvi’ is het Griekse woord voor kooi, vandaar ook de naam Clovibactin. Het mooie aan het medicijn is dat het alleen aan het pyrofosfaat-onderdeel bindt van het doelwit, een bekende bouwsteen van bacteriële celwanden. Clovibactin reageert niet met het suikerpeptide-onderdeel van het doelwit. Daardoor is het veel moeilijker voor de bacterie om weerstand op te bouwen tegen het middel. We hebben in ons onderzoek zelfs geen enkele weerstandsopbouw tegen Clovibactin geobserveerd in onze studies.”

Fibrillen als ketenen
Clovibactin doet zelfs nog meer. Wanneer het zich bindt aan de doelwitmoleculen, verandert het in lange fibrillen aan het oppervlak van de bacteriële membranen. Deze fibrillen blijven lang stabiel en zorgen er hiermee voor dat de doelwitmoleculen onbruikbaar blijven totdat de bacteriën doodgaan. “Deze fibrillen vormen zich alleen op bacteriële membranen en niet op menselijke membranen. Dit is waarschijnlijk ook de reden waarom Clovibactin alleen bacteriële cellen kapotmaakt, maar niet giftig is voor menselijke cellen”, legt Weingarth uit. “Clovibactin heeft daarom de potentie om bacteriële ziekteverwekkers efficiënter uit te schakelen dan de huidige antibiotica. En dit alles gebeurt zonder dat er resistentie tegen het geneesmiddel optreedt.”

Bronmateriaal

"A new antibiotic from an uncultured bacterium binds to an immutable target" - Cell
Afbeelding bovenaan dit artikel: Markus Weingarth

Fout gevonden?

Interessant voor jou

Voor jou geselecteerd