Antibiotica dienen eenvoudig gezegd om bacteriën te doden. De medicijnen zijn tegelijk ook (minstens voor een deel) door bacteriën of schimmels gemaakt. Hoe doen ze dat? En hoe ontdekken onderzoekers bacteriën die interessante stoffen voor nieuwe geneesmiddelen produceren? Microbioloog Joleen Masschelein van het VIB en de KU Leuven legt het uit in deze aflevering.
Hieronder lees je een korte passage uit het gesprek. Beluister de volledige podcast om nog meer te ontdekken over hoe micro-organismen eigenlijk kleine medicijnfabriekjes zijn.
Je bestudeert bacteriën die medicijnen voor ons kunnen maken. Over welke medicijnen gaat het?
‘Ontzettend veel eigenlijk. Bacteriën produceren moleculen die de basis kunnen vormen voor middelen tegen andere bacteriën, schimmels, virussen of parasieten, maar evengoed het cholesterolniveau in ons lichaam kunnen beïnvloeden, of zelfs kanker kunnen bestrijden. Die bacteriën hebben uiteraard hun eigen redenen om die stoffen te produceren, maar wij kunnen ze isoleren en gebruiken om medicijnen te maken.’
Waarom hebben we daar bacteriën voor nodig?
‘Veel geneesmiddelen bevatten complexe moleculen. Chemici kunnen die op een synthetische manier maken in het lab, maar dat is vaak een heel uitdagend, moeilijk en duur proces. Bacteriën zijn in staat om dezelfde moleculen veel efficiënter en sneller aan te maken. Door bacteriën als medicijnfabriekjes in te zetten, kunnen we geneesmiddelen sneller, eenvoudiger en goedkoper produceren.’
Welke medicijnen hebben we nu aan bacteriën te danken?
‘Meer dan de helft van de geneesmiddelen die we tegenwoordig in het ziekenhuis gebruiken zijn afgeleid van bacteriële stoffen. Zo denk ik aan antibiotica, penicilline, maar ook antikankermiddelen. De ontdekking van het antiparasitaire middel Avermectine leverde de onderzoekers in 2015 nog de Nobelprijs voor Geneeskunde op.’
Waarom produceren bacteriën die stoffen?
‘Bacteriën leven in heel diverse omgeving. Ze moeten voortdurend strijden om voedsel en daarom produceren ze wapens om zichzelf te beschermen tegen andere bacteriën, schimmels, insecten of parasieten. Ze willen concurrenten doden of afremmen. De wapens waarmee ze dat doen kunnen ook interessant zijn in het ziekenhuis.’
Hoe selecteer je de bacteriën die je bestudeert?
‘We kunnen merken dat een bepaalde bacterie een bepaald antibioticum produceert, en dat verder uittesten in het lab. Tegenwoordig kijken we meer en meer in het genoom. Daaruit kunnen we afleiden of een bacterie in staat is om bepaalde interessante moleculen te produceren. Het is de laatste jaren veel goedkoper geworden om de genomen van bacteriën te screenen op interessante genen. De genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van die stoffen liggen vaak samen, in zogenaamde genclusters. Dat maakt het makkelijk om ze te ontdekken. Zo kunnen we heel snel nuttige bacteriën selecteren.’
Van waar komen die bacteriën?
‘Wetenschappers haalden die lange tijd hoofdzakelijk uit de bodem of de oceaan. Tegenwoordig kijken we steeds vaker naar de bacteriën die in ons lichaam of op planten leven. Die “gastheer-bacteriën” hebben vaak heel interessante eigenschappen. Wetenschappers leggen dan collecties aan van alle bacteriën met interessante capaciteiten.’
‘We zien wel vaak dat bacteriën de interessante stoffen die ze in hun natuurlijke omgeving produceren in het lab plots niet meer maken. Het is daarom ook een uitdaging om de sleutel te vinden om de bacteriën te stimuleren om die stoffen ook in kunstmatige omstandigheden te produceren. In het lab groeien bacteriën vaak op in zeer rijke omstandigheden. Dat is al een reden waardoor ze hun wapens soms niet meer produceren. We moeten ze dan wat meer onder druk zetten. Bacteriën voelen ook de aanwezigheid van andere organismen. Door ze te bedriegen en signalen van vijandige aanwezigheid te simuleren, kunnen we de bacteriën ook motiveren om hun wapens toch te produceren.’
Je ontdekte zelfs een interessante bacterie in een studentenrestaurant in Leuven?
‘Voor mijn doctoraat nam ik een staal vanop een tafel waar veel groenten worden versneden. Een van de bacteriën in het staal bleek een breedspectrum antibioticum te produceren.’
Beluister Vraag het Aan ook via:
