Er zijn weinig micro-organismen zo bekend, alledaags en onmisbaar als onze vriend, vijand en ‘werkpaard van het laboratorium’, Escherichia coli (E. coli).
Beeld: Shutterstock
Onze interacties met E. coli vinden plaats vanaf het begin van ons leven, ze komen al enkele uren na onze geboorte ons darmkanaal binnen en blijven een belangrijke rol spelen in de gezondheid van onze darmen door infecties met andere potentieel schadelijke bacteriën te voorkomen.
Onze relatie met dit micro-organisme is echter niet altijd vriendschappelijk. Bepaalde stammen van E. coli kunnen enorm schadelijk zijn voor mensen en een reeks verschillende infecties veroorzaken. Zo is de EAEC-stam in 2011 in het nieuws geweest omdat het in Duitsland zorgde voor voedselvergiftiging bij vijfduizend mensen, en uiteindelijk 53 mensen het leven kostte.
E. coli heeft niet alleen een directe invloed op onze lichamelijke gezondheid, maar ook op de economie, het zorgstelsel en de voedselveiligheid. Onze band met deze microbe is behoorlijk complex. E. coli draagt namelijk niet alleen bij aan de gezondheid van mens en dier – door o.a. verspreiding van antibioticumresistentie en infecties – maar het helpt ons ook belangrijke wetenschappelijke en biotechnologische vooruitgang te boeken. E. coli is namelijk een van de belangrijkste modelorganismen ter wereld en wordt vaak gebruikt in wetenschappelijk onderzoek.
Recent kwam er uit E. coli-onderzoek ook de – waarschijnlijk – grootste doorbraak van de eeuw in de biotechnologie: crispr
Sinds de eerste isolatie in 1885 door de Beierse kinderarts Theodor Escherich zijn de genen uitgebreid geïdentificeerd en gekarakteriseerd. Dit heeft ons veel kennis in de moleculaire- en microbiologie opgeleverd. In combinatie met de snelle groeisnelheid (de cellen verdubbelen zich elke twintig minuten!), is E. coli het perfecte platform geworden voor de productie van een groot aantal eiwitten en biofarmaceutische producten. Zo was E. coli in 1982 de eerste cel waarin insuline werd geproduceerd. In plaats van insuline te oogsten van varkens en koeien, zoals voorheen werd gedaan, betekende productie van menselijke insuline in E. coli een beter betaalbare, ethisch meer verantwoorde en snellere levering van de stof, waardoor de levenskwaliteit van diabetespatiënten over de hele wereld sterk verbeterde.
Behandelstrategieën voor kanker
Recent kwam er uit E. coli-onderzoek ook de – waarschijnlijk – grootste doorbraak van de eeuw in de biotechnologie: crispr. Vandaag staat crispr bekend als een baanbrekende ontdekking op het gebied van genetische manipulatie met toepassingen in zowel de geneeskunde als de biotechnologie. Deze crispr–DNA-sequenties werden voor het eerst ontdekt in E. coli in 1987 aan de Universiteit van Osaka in Japan en werden uiteindelijk geïdentificeerd als een bacterieel immuunsysteem dat wordt gebruikt om virale infecties te bestrijden. In het begin van 2010 haastten onderzoekers zich om de potentiële toepassingen voor deze crispr-systemen te verkennen. In 2020 ontvingen Emmanuelle Charpentier en Jennifer Doudna de Nobelprijs voor Scheikunde voor het ontwikkelen van een methode om het genoom te bewerken gebaseerd op het crispr-Cas9-systeem.
Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, opent zich een groot aantal potentiële toepassingen, variërend van diverse behandelstrategieën voor kanker tot nieuwe gentherapieën. En hoewel onze relatie met E. coli soms behoorlijk gecompliceerd kan zijn, kunnen we gerust zeggen dat ons leven en de wereld om ons heen er heel anders uit zouden zien zonder deze kleine werkpaarden.
