ENZYMEN VAN BACTERIOFAGEN WERKEN ALS ANTIBIOTICA

Biochemici van de Texas A&M University hebben bij twee bacteriofagen eiwitten geïsoleerd die de vorming van bacteriële celwanden verstoren. In hun werking lijken ze daardoor op een aantal veelgebruikte antibiotica. Misschien is hiermee de basis is gelegd voor een nieuwe klasse van anti-bacteriële geneesmiddelen. Nu steeds meer bacteriën resistent worden voor antibiotica is daaraan grote behoefte (Science, 22 juni).

Ook bacteriën kunnen virusinfecties oplopen. Anders dan bij ons, lopen die altijd verkeerd af, omdat bacteriën eencellig zijn en geen immuunsysteem hebben. Virussen die bacteriën kunnen infecteren heten dan ook bacteriofagen (bacterie-eters), kortweg: fagen. Begin vorige eeuw is wel onderzocht of fagen te gebruiken zijn tegen bacteriële ziekten, maar met het verschijnen van de antibiotica verdween de belangstelling hiervoor. Veel onderzoek werd bovendien in de voormalige Sovjet-Unie gedaan en bleef derhalve lang onbekend.

Fagen bestaan net als andere virussen uit erfelijk materiaal (DNA of RNA), verpakt in een eiwitomhulsel. Dat kan curieuze vormen aannemen. Zo hebben veel fagen een uitsteeksel dat ze als een injectienaald door de celwand van de bacterie kunnen steken. Hierdoor brengen ze hun erfelijk materiaal bij de microbe in. Dit gaat zich vervolgens binnen de bacteriecel vermeerderen. De bacterie gaat faageiwitten aanmaken waarmee enorme hoeveelheden jonge fagen worden geassembleerd. Op een gegeven moment barst de bacterie open en gaan de vrijgekomen fagen op zoek naar een volgend slachtoffer.

De Texaanse onderzoekers bogen zich over de vraag wat er in de bacterie gebeurt als deze barst. Bacteriële celwanden zijn namelijk opgebouwd uit een matrix van eiwit en suikers, die zeer stevig is en niet zomaar openscheurt als het in de cel te vol is. Dat gebeurt dan ook niet. Fagen die relatief veel DNA bevatten, hebben de beschikking over meerdere genen waarmee ze enzymen kunnen maken die de wand afbreken. In fagen met weinig DNA of RNA ontbreken die genen. De Texanen hebben twee fagen uit deze categorie onderzocht. In beide vonden ze een eiwit dat bacteriële enzymen remt die betrokken zijn bij de opbouw van de celwand. Deze verliest daardoor zijn stevigheid.

Dat dit de onderzoekers aan antibiotica deed denken is niet zo vreemd. Veel antibiotica doden bacteriën door de opbouw van de bacteriewand te verstoren. Bovendien hebben andere onderzoekers onlangs met succes een streptokokkeninfectie in de mondholte van muizen met faagenzymen bestreden. De faageiwitten zijn dus potentiële antibiotica. Het is echter te vroeg om te zeggen of die potentie in de praktijk ook waargemaakt kan worden.