NIEUW ANTIBIOTICUM GEVONDEN IN GEWONE WIET

Wilde planten zouden een schat aan nieuwe antibiotica kunnen zijn om het wereldwijde probleem van antimicrobiële resistentie aan te pakken.

De zandraket, een veel voorkomend onkruid, zou een nieuwe bron van antibiotica kunnen zijn.

Onderzoekers in Zwitserland deden deze suggestie na het ontdekken van een verbinding met een nieuw type antibiotische activiteit op het blad van de zandraket, een veel voorkomend onkruid.

Veel van de huidige antibiotica zijn afkomstig van natuurlijke verbindingen die worden gemaakt door bacteriën die in de bodem leven. De bacteriën produceren ze om zich te verdedigen tegen andere micro-organismen.

Maar de nieuwe studie - nu gepubliceerd in het tijdschrift Nature Microbiology - suggereert dat wilde planten ook een rijke bron van antibiotica kunnen zijn.

De delen van planten die boven de grond leven, worden gezamenlijk de phyllosfeer genoemd. De studie concentreert zich op een bepaald "ecosysteem" van de phyllosphere - namelijk het bladoppervlak van een gewoon onkruid.

Omdat dit ecosysteem geen voedingsstoffen bevat, is er "intense concurrentiedruk" onder de vele micro-organismen die het bewonen, zegt co-senior studie auteur Julia Vorholt, een professor aan het Instituut voor Microbiologie aan de ETH Zürich in Zwitserland.

"Het resultaat is," legt ze uit, "bacteriën produceren een diversiteit aan stoffen waarmee ze hun leefgebied kunnen verdedigen."

Antimicrobiële resistentie: een wereldwijde bedreiging

Antimicrobiële middelen zijn geneesmiddelen die zijn ontworpen om micro-organismen zoals virussen, schimmels, bacteriën, gisten en parasitaire wormen te doden of de groei ervan te stoppen. Antibiotica zijn antimicrobiële stoffen die zich richten op bacteriën, maar de term wordt vaak door elkaar gebruikt met antimicrobiële stoffen.

Antimicrobiële resistentie ontwikkelt zich wanneer micro-organismen veranderen als reactie op antimicrobiële geneesmiddelen en uiteindelijk niet meer eraan bezwijken. Dit maakt het moeilijker om de infecties die ze veroorzaken te behandelen.

Ons vermogen om zelfs veelvoorkomende infecties te genezen, wordt in toenemende mate ondermijnd door de toenemende verspreiding van nieuwe mechanismen van antimicrobiële resistentie. Dit leidt tot een langer herstel na ziekte, verhoogde invaliditeit en overlijden.

Een bijzonder punt van zorg is bijvoorbeeld de behandeling van tuberculose (tbc). De extensief resistente vorm van de infectieziekte is nu in 105 landen aangetroffen en is resistent tegen "ten minste" vier belangrijke anti-tbc-geneesmiddelen.

Kleine plant met groot potentieel

Prof. Vorholt en haar collega's onderzochten meer dan 200 soorten bacteriën die op de bladeren van Arabidopsis thaliana, een kleine wilde plant met de algemene namen zandraket en muisoorcress.

Arabidopsis wordt veel gebruikt als modelorganisme door wetenschappers die geïnteresseerd zijn in de biologie en genetica van bloeiende planten. Dit heeft geleid tot een grote bibliotheek met genetische informatie, waaronder gedecodeerde genomen van de bacteriën die de bladoppervlakken van de plant koloniseren.

Tot nu toe had niemand deze gegevens geanalyseerd om ‘niet-gekarakteriseerde natuurlijke producten’ in de phyllosfeer van de plant te ontdekken.

"We hebben bioinformatica-technieken toegepast", zegt prof. Vorholt, "om genclusters te onderzoeken die de productie van stoffen kunnen sturen en zo een effect kunnen hebben op andere bacteriën."

Na verschillende tests te hebben uitgevoerd, vond het team 725 moleculaire interacties tussen verschillende bacteriestammen. De interacties waren van bacteriën die zich op elkaar richtten en in sommige gevallen resulteerden ze in het verhinderen van hun groei.

In dit stadium was het echter niet duidelijk of de verbindingen die bij de interacties betrokken waren, uniek waren voor deze habitat of niet. Bezaten ze ook volledig nieuwe antibiotische eigenschappen?

Het vinden van stoffen met voorheen onbekende antimicrobiële mechanismen is een belangrijk doel in de strijd tegen antimicrobiële resistentie.

Antibioticum met ‘ongekende structuur’

Dus in de volgende fase van het onderzoek onderzochten de onderzoekers de chemische samenstelling van de stoffen die ze vonden. Ze concentreerden zich op een "bijzonder productieve" bacteriestam genaamd Brevibacillus sp. Blad182.

Een analyse van de verbindingen en "genclusters" van de stam bracht een aantal verbindingen met antibiotische krachten aan het licht. Een in het bijzonder, die ze macrobrevin noemden, had "een ongekende natuurlijke productstructuur".

"Nu moeten we duidelijk maken of macrobrevin en andere nieuw ontdekte stoffen ook effectief zijn tegen bacteriën die ziekten bij mensen veroorzaken", zegt co-senior studie auteur Jörn Piel, die ook professor is aan het Instituut voor Microbiologie aan de ETH Zürich.

Hij voegt eraan toe dat hij en de rest van het team enthousiast zijn over het feit dat er nog veel meer natuurlijk voorkomende antibiotica kunnen zijn die wachten om gevonden te worden in de "relatief onontgonnen phyllosphere."