Alternatief voor antibiotica - Hoe doden bacteriofagen bacteriële superbacteriën?

Alternatief voor antibiotica - Hoe doden bacteriofagen bacteriële superbacteriën?

Een onderzoekssamenwerking met Monash University heeft een opwindende ontdekking gedaan die uiteindelijk kan leiden tot gerichte behandelingen om resistente bacteriële infecties te bestrijden, een van de grootste bedreigingen voor de mondiale gezondheid.

Een opwindende ontdekking die uiteindelijk kan leiden tot gerichte behandelingen om resistente bacteriële infecties te bestrijden

De studie, geleid door universitair hoofddocent Fasséli Coulibaly van het Monash Biomedicine Discovery Institute en professor Trevor Lithgow, is gepubliceerd in Nature Communications. Het beschrijft het gebruik van beeldvorming met hoge resolutie om te ontdekken hoe virussen, fagen genaamd, Salmonella Typhi, de veroorzaker van buiktyfus, kunnen aanvallen en doden, en om wetenschappers een nieuw inzicht te geven in hoe ze kunnen worden gebruikt in de voortdurende strijd tegen antibioticaresistentie (AMR).

De studie was een samenwerking tussen onderzoekers van het Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), het Monash University Centre to Impact AMR en de Universiteit van Cambridge.

Ongelooflijke “choreografie”

Wat ze zagen was een ongelooflijke ‘choreografie’ van de fagen terwijl ze de belangrijkste componenten van hun deeltjes assembleerden: een kop gevuld met viraal DNA en een staart die werd gebruikt om de bacteriën te infecteren.

"We zagen hoe de bouwstenen van het deeltje in elkaar grijpen in een ingewikkelde choreografie. Op moleculair niveau zwaaien de armen naar buiten en krullen om elkaar heen om een ​​doorlopende keten te vormen die het hoofd van de faag ondersteunt", zegt universitair hoofddocent Coulibaly.

"Deze stijve maliënkolder biedt verdere bescherming voor het DNA van de faag. Verrassend genoeg blijft de staart daarentegen flexibel. Hij kan buigen en niet breken terwijl hij de bacteriën vangt en ze uiteindelijk injecteert met het faag-DNA."

Fagen zijn een klasse virussen die bacteriën infecteren

Fagen zijn een klasse virussen die bacteriën infecteren, en elke faag is specifiek voor het type bacterie dat hij kan doden. Fagen kunnen worden gezuiverd tot het punt waarop ze door de FDA worden goedgekeurd om mensen met bacteriële infecties te behandelen. Er zijn gedocumenteerde successen geboekt in de VS, Europa en recentelijk Australië.

Aan de Monash University pakt het Center to Impact AMR deze problemen aan en bestudeert het de soorten fagen die nodig zijn voor nieuwe ‘faagtherapieën’ om bacteriële infecties te behandelen.

"Deze bevinding zal ons helpen een van de meest kritische hindernissen bij faagtherapieën te overwinnen, namelijk een nauwkeurig begrip van hoe fagen werken om vooraf de beste faag voor elke patiëntinfectie te voorspellen en nauwkeurig te selecteren", aldus professor Lithgow.

“Het zou kunnen helpen faagtherapieën te verschuiven van ‘compassionate use’, waarbij alle andere behandelingsopties zijn uitgeput, naar een meer wijdverbreid klinisch gebruik.”

Antimicrobiële resistentie (AMR) is een van de grootste bedreigingen voor de mondiale gezondheid

Antibioticaresistentie (AMR) is een van de grootste bedreigingen voor de mondiale gezondheid, voedselveiligheid en economische ontwikkeling. Het is een urgente gezondheids- en humanitaire crisis in Azië die wereldwijd steeds ernstiger wordt.

AMR beïnvloedt alle aspecten van de samenleving en wordt veroorzaakt door veel onderling samenhangende factoren, waaronder het overmatig gebruik van antibiotica en het snelle aanpassingsvermogen van bacteriën om te evolueren naar medicijnresistente vormen. Er zijn veel groepen die risico lopen op AMR-infecties, waaronder COVID-19-patiënten die beademingsapparatuur dragen, moeders en kinderen tijdens de bevalling, operatiepatiënten, mensen met kanker en chronische ziekten, en ouderen.

De eerste auteurs van deze studie, dr. Joshua Hardy en dr. Rhys Dunstan, gebruikten het Ramaciotti Center for Cryo-Electron Microscopy aan de Monash University, de Monash Molecular Crystallization Facility en de Australische Synchrotron voor structuurbepaling.