Bdellovibrio bacteriovorus is microscopisch klein, pijlsnel en heeft een onstilbare honger. De roofbacterie is dan ook de schrik van veel andere soorten bacteriën, die hij bespringt, injecteert, binnendringt en leeg slobbert. In alle rust groeit en deelt hij zich vervolgens, waarna de volgende generatie uiteindelijk uit de overblijfselen van de ongelukkige prooi barst.
Deze roofbacterie voedt zich bijvoorbeeld met de beruchte darmbacterie E. coli, maar ook met de microben die verantwoordelijk zijn voor ziektes als cholera, salmonella-infecties en longontsteking. En dit maakt B. bacteriovorus – wat zoiets betekent als ‘bewegende bloedzuigerachtige bacterie-eter’ – mogelijk tot een zeer welkome bondgenoot in de strijd tegen antibioticaresistentie, milieuproblemen en voedselbederf.
Arsenaal aan actieve stoffen
De afgelopen decennia lag deze roofzuchtige bacterie al vaak onder de microscoop. We weten nu bijvoorbeeld dat hij allerlei verschillende actieve stoffen produceert om andere bacteriën te doden en leeg te eten. Zo zijn er enzymen die eiwitten in stukjes hakken, het DNA afbreken of de celwand manipuleren. Maar het gros van deze stoffen is nog nooit onderzocht. Ze zijn alleen voorspeld na analyse van het DNA van B. bacteriovorus.
Er is nu een belangrijk nieuw puzzelstukje op zijn plaats gevallen. Britse wetenschappers zijn erachter gekomen hoe deze killermicrobe zijn prooi identificeert en vervolgens een op maat gemaakte aanval inzet op de verschillende ziekteverwekkers. “Al sinds de jaren zestig van de vorige eeuw weten we dat Bdellovibrio bacteriovorus op jacht gaan naar andere bacteriën, hen doden, bij hen binnendringen, en ze van binnenuit opeten, voordat ze zich voortplanten en uit de resten barsten. Maar de vraag waar de onderzoekers zich telkens op stuk beten was: hoe is het mogelijk dat het deze roofbacterie lukt om zich krachtig vast te zetten aan de buitenkant van zijn prooi, als je bedenkt hoe verschillend de bacteriële doelwitten allemaal van elkaar zijn?” zegt hoofdonderzoeker Andrew Lovering van de University of Birmingham.
Doorbraak
Lovering werkt al bijna vijftien jaar samen in dit vakgebied met collega-wetenschapper Liz Sockett van de University of Nottingham. De doorbraak kwam toen twee van hun studentonderzoekers ontdekten dat Bdellovibrio een stevig blaasje op de huid van de prooi plaatst, wanneer hij de cel binnendringt. “Het blaasje creëert een soort luchtsluis of sleutelgat waardoor de microscopisch kleine predator naar binnen glipt. Toen we dit doorkregen, lukte het ons al vrij snel om dit blaasje van de dode prooi af te halen en te isoleren. Dit was nog nooit eerder gelukt. We hebben het blaasje heel nauwkeurig bestudeerd en zo is duidelijk geworden op wat voor manier Bdellovibrio zijn prooi overmeestert en bij hem binnendringt. Het is alsof de slotenmaker de sleutel achtergelaten heeft in het slot, als bewijs”, legt Sockett uit.
“Door naar de opbouw van het blaasje te kijken, ontdekten we dat Bdellovibrio een heel arsenaal aan prooiherkenningsmoleculen op de huid van de ongelukkige microbe legt. De roofbacterie weet niet met wat voor prooi hij van doen heeft, maar probeert op deze manier als het ware een heleboel sleutels om de deur naar de smakelijke inhoud van allerlei verschillende soorten minuscule slachtoffers te openen”, vervolgt de Britse onderzoeker.
Lange vezels
De onderzoekers analyseerden al deze sleutelmoleculen, waarna bleek dat ze uit lange vezels bestaan. Ze zijn gemiddeld zo’n tien keer langer dan ‘gewone’ globulaire eiwitten. Hierdoor kunnen ze van een afstandje opereren en de omgeving aftasten op zoek naar hun prooi. In totaal telden ze 21 verschillende moleculaire vezels, waarna de onderzoekers van elke soort achterhaalden hoe ze op cel- en moleculair niveau hun vernietigende werk doen, en welke vezel de deur openzet van welke bacteriesoorten. Door de juiste ‘sleutel’ te koppelen aan de juiste prooi komt het bestrijden van verschillende soorten ziekteverwekkende bacteriën met behulp van Bdellovibrio een flinke stap dichterbij.
“Aangezien deze roofbacterie normaal gesproken in de grond leeft, heeft hij een heel breed moordbereik. Dit maakt de identificatie van de vezels en prooien die een koppel vormen erg lastig. Maar het lukte ons na vijf pogingen uiteindelijk om de chemische handtekening aan de buitenkant van de prooibacteriën te ontcijferen. Dit is een unicum in het onderzoek naar Bdellovibrio”, vertelt Lovering enthousiast.
Enorme potentie
Er is nog veel werk te doen voordat deze nieuwe ontdekking in de praktijk gebracht kan worden, maar de potentie is enorm. Mogelijk kan deze killermicrobe dienstdoen als antibioticum, bacteriën doden die ervoor zorgen dat eten bederft of microben doden die het milieu aantasten. “We weten dat deze bacteriën heel nuttig kunnen zijn. Als we helemaal doorhebben op wat voor manier ze in elkaar steken en hun prooi vinden, dan opent dit een wereld van nieuwe ontdekkingen en mogelijkheden”, besluit zij.
