Waar antibiotica falen, kunnen 'bacterieetende' virussen de overhand hebben
Antibioticaresistente bacteriën kunnen infecties veroorzaken die zeer moeilijk te behandelen zijn, en kunnen soms iemands leven in gevaar brengen. Een creatieve nieuwe benadering kan echter een krachtig wapen zijn tegen deze "superbugs".
De recente publicatie van verschillende wetenschappelijke rapporten die suggereren dat veel bacteriestrengen resistentie tegen antibiotica ontwikkelen, wijst op het ontstaan van een wereldwijde crisis.
Naarmate steeds meer gevaarlijke bacteriën niet meer reageren op sterke antibiotica, zijn onderzoekers op zoek gegaan naar alternatieve manieren om deze "superbacteriën" te bestrijden.
Recente studies hebben het nut onderzocht van enkele verrassende therapieën tegen antibioticaresistente bacteriën, waaronder het gebruik van een specifieke bacterie die op Ierse bodem leeft en het experimenteren met nieuwe medicijncombinaties.
Nu leveren onderzoekers van de Universiteit van Pittsburgh in Pennsylvania en het Howard Hughes Medical Institute (HHMI) in Chevy Chase, MD, bewijs dat een andere benadering een effectieve manier kan bieden om gevaarlijke bacteriële infecties te bestrijden.
Prof. Graham Hatfull, die werkt aan de Universiteit van Pittsburgh en aan de HHMI, en zijn team hebben een soort biologisch besmettelijk agens bestudeerd dat ‘bacteriofagen’ of kortweg ‘fagen’ wordt genoemd.
Bacteriofagen - een naam die letterlijk 'bacteriën-etend' betekent - zijn virussen die verschillende bacteriestammen aanvallen, infecteren en vernietigen. Eerder onderzoek, mede-auteur van prof. Hatfull, suggereert dat er naar schatting 1031 bacteriofaagdeeltjes op de planeet zijn.
Verschillende fagen richten zich echter op verschillende bacteriestammen. Om deze reden kan het een uitdaging zijn om te bepalen welke agent bij welke bacterie past.
Een oud idee nieuw leven inblazen
Het gebruik van bacteriofagen om infecties te bestrijden, een benadering die ‘faagtherapie’ wordt genoemd, is zeker geen nieuw idee. In feite is dit idee al bijna 100 jaar op de radars van onderzoekers aanwezig.
Britse, Franse en Russische wetenschappers experimenteerden al aan het begin van de 20e eeuw in een klinische setting met fagen.
Wetenschappers leggen echter uit dat het aanvankelijke enthousiasme met betrekking tot het potentieel van faagtherapie jarenlang plat viel. Dit was mede te danken aan de beperkte kennis en wetenschappelijke middelen waarover onderzoekers op dat moment beschikten.
Nu kan de belangstelling voor faagonderzoek echter weer met volle kracht toenemen dankzij een recent therapeutisch succes.
Prof. Hatfull en team leggen het uit - in een studiedocument dat in het tijdschrift verschijnt Nature Medicine - dat ze, door zorgvuldig geselecteerde fagen te gebruiken, een ernstige infectie konden behandelen die werd ervaren door een 15-jarige patiënt met een complexe medische geschiedenis.
De patiënt had cystische fibrose, een ongeneeslijke genetische aandoening die een opeenhoping van dik slijm veroorzaakt, vooral - maar niet alleen - in de longen. Dit leidt op zijn beurt tot vatbaarheid voor infecties.
In 2017 presenteerden ze zich in het Great Ormond Street Hospital (GOSH) in Londen, Verenigd Koninkrijk, om een dubbele longtransplantatie te ondergaan.
Niet lang na de procedure merkten de artsen van de patiënt echter op dat de operatiewond er rood en rauw uitzag, dat ze een leverinfectie hadden en dat er zich verschillende knobbeltjes op hun lichaam hadden gevormd. Die knobbeltjes bevatten bacteriën die probeerden door de huid naar boven te komen.
Virussen gebruiken om bacteriën aan te vallen
De wetenschappers werkten samen met de artsen van GOSH om bacteriofagen te zoeken die de specifieke bacteriestammen zouden aanvallen die de 15-jarige patiënt in kwestie infecteren, evenals een andere jongere met cystische fibrose. De andere patiënt had ook een dubbele longtransplantatie ondergaan en had een ernstige infectie.
De onderzoekers reageerden op de oproepen van de doktoren; de twee jonge patiënten reageerden niet op de antibiotica die ze kregen.
Deze infecties, constateren de onderzoekers, waren niet nieuw; de patiënten hadden ze jaren geleden voor het eerst ontwikkeld, maar hadden ze onder controle gehouden tot aan hun operaties, toen ze gevaarlijk oplaaiden.
"Deze bugs reageerden niet op antibiotica. Het zijn zeer resistente bacteriestammen '', zegt prof. Hatfull. Dus, legt hij uit, de wetenschappers besloten om te proberen "bacteriofagen als antibiotica te gebruiken - als iets dat we zouden kunnen gebruiken om bacteriën te doden die infecties veroorzaken."
Prof. Hatfull's voornaamste interesses zijn de studie van fagen en de behandeling van tuberculose (tbc), een bacteriële infectie die zich voornamelijk in de longen nestelt. Zijn Londense collega's namen contact op omdat hun beide jonge patiënten namelijk infecties hadden veroorzaakt door stammen van Mycobacterium, dat ook betrokken is bij tbc.
De doktoren stuurden Prof. Hatfull monsters van de bacteriestammen die verantwoordelijk waren voor de infecties van de patiënten, zodat hij en zijn medewerkers konden identificeren welke fagen ze zouden kunnen aanvallen en vernietigen.
Binnen een paar maanden vonden ze de set fagen die konden overeenkomen met de bacterie die een van de patiënten infecteerde. Deze eerste ontdekking kwam echter te laat; de patiënt was eerder diezelfde maand overleden.
'Onbekend terrein'
Bij het identificeren van de fagen die de 15-jarige patiënt kunnen helpen, verliep de zoektocht niet zo soepel. Om te beginnen vond het team drie potentieel bruikbare bacteriofagen. Het bleek echter dat er maar één effectief was bij het infecteren van de beoogde bacteriën.
De oplossing die Prof. Hatfull en zijn team vervolgens bedachten, was om de genomen van de twee minder effectieve fagen aan te passen om ze volledig effectief te maken tegen de bacteriën die ze nodig hadden om aan te vallen.
Toen ze eenmaal een mix hadden gevonden die zowel effectief als veilig was, namen ze contact op met de artsen, die het vervolgens tweemaal daags aan de patiënt toedienden. Elke dosis bevatte een miljard faagdeeltjes.
Na 6 weken van deze innovatieve behandeling zagen de artsen dat de leverontsteking van de patiënt zo goed als verdwenen was. Momenteel melden de artsen dat er nog maar een paar van de veelbetekenende knobbeltjes over zijn.
Prof. Hatfull en zijn team zijn vooral verheugd over het feit dat de bacteriën waarop ze zich richtten tot dusver geen resistentie ontwikkelden tegen de fagen die de onderzoekers gebruikten om ze aan te vallen. Dit betekent dat deze benadering er een kan zijn die artsen zouden kunnen blijven gebruiken bij de behandeling van ernstige, resistente infecties.
Desalniettemin merken de wetenschappers op dat het een uitdaging blijft om de juiste faagmix te identificeren om individuele bacteriële infecties te behandelen. Er moet nog veel werk worden verzet om de beste faagtherapieën te vinden.
"We bevinden ons min of meer op onbekend terrein."
Prof. Graham Hatfull
