LYSOSTAPHINE-GEN VOORKOMT MASTITIS BIJ TRANSGENE MUIZEN

Muizen die via genetische manipulatie het bacteriële eiwit lysostaphine in de moedermelk produceren zijn resistent tegen bepaalde vormen van mastitis (uierontsteking) doordat het extra eiwit de bacterie Staphylococcus aureus uitschakelt. Een team van onderzoekers uit de Verenigde Staten en Groot-Brittannië dat dit experiment uitvoerde denkt dat het een eerste aanzet kan zijn voor de aanpak van mastitis in de melkveehouderij (Nature biotechnology, januari 2001).

In de Nederlandse melkveesector veroorzaakt mastitis jaarlijks een schade van 250 miljoen gulden. Dat geld gaat verloren aan productiederving (de melk van zieke dieren en dieren die met antibiotica worden behandeld is onbruikbaar) en aan de kosten van geneesmiddelen. S. aureus is van de belangrijkste veroorzakers van mastitis, verantwoordelijk voor 15 tot 30 procent van alle uierinfecties. Met antibiotica is de infectie moeilijk te bestrijden omdat de bacterie zich schuilhoudt in de uiercellen.

De Amerikaanse en Britse onderzoekers zagen in het eiwit lysostaphine afkomstig van de bacterie Staphylococcus simulans een nieuwe mogelijkheid om S. aureus aan te pakken. Dit eiwit werkt als een enzym dat de celwand van staphylokokken afbreekt. Het bacteriële lysostaphine is echter niet zonder meer geschikt om door zoogdiercellen te worden geproduceerd. In de celkweken bleek dat zoogdiercellen het eiwit wel te kunnen maken maar er dan direct suikermoleculen aan te koppelen, waardoor het lysostaphine zijn antibacteriële werking verliest. De onderzoekers slaagden erin dit probleem op te lossen door op twee specifieke plaatsen in het eiwit het aminozuur asparagine te vervangen door glutamine, waardoor de suikergroepen niet meer aan het eiwit konden hechten. De zoogdiercellen produceerden nu wel functioneel lysostaphine.

De onderzoekers vervolgden hun experiment met muizen die zij via genetische manipulatie voorzagen van het aangepaste lysostaphine-gen. Door het gen achter een bèta-lactoglobulinepromotor. die alleen in de uier actief is, te plaatsen bewerkstelligden de onderzoekers dat lysostaphine specifiek in de melk werd uitgescheiden. Nadat zij op deze wijze verschillende lijnen van transgene muizen hadden geconstrueerd, injecteerden de onderzoekers muizenvrouwtjes met een flinke dosis S. aureus in de borstklier.

De meest productieve muizenlijn (met meer dan 0,8 mg lysostaphine per ml melk) bleek volledig resistent tegen de staphylokokkeninfectie. Minder productieve transgene lijnen bleken weliswaar niet volledig resistent (er zaten na 24 uur nog levende bacteriën in de melkklieren), maar toch ondervonden muizen deze veel minder schade aan het het weefsel dan niet-transgene controlemuizen.

Het is voor het eerst dat mastitis-bestrijding door genetische manipulatie zo succesvol is. Eerdere pogingen van transgenese met antibacteriële eiwitten, zoals humaan lactoferrine en humaan lysozym, zijn nooit verder ontwikkeld omdat de resultaten achterbleven bij de verwachtingen. De onderzoekers willen nu nagaan of zij met andere antibacteriële eiwitten met een breder werkingsspectrum het succes van lysostaphine kunnen evenaren.