Uitzweten

Mensen scheiden een klein eiwit in hun zweet uit dat kolonievorming door bacteriën en schimmels verhindert.

Ziekteverwekkers die het lichaam bedreigen komen allereerst de vooruitgeschoven verdedigingslinies van het lichaam tegen. De eerste hindernis bestaat uit de huid en de slijmvliezen. Een intacte huid vormt voor micro-organismen een formidabele fysieke barrière. Op de huid is het ook niet goed toeven: het vetlaagje op de huid en zweet hebben een voor de meeste bacteriën zeer onaangename zuurgraad. Bij de natuurlijke openingen van de huid de mond, neus, ogen, oren, anus, plasbuis en geslachtsorganen moeten slijmvliezen de bacteriën stuiten. Het slijm kan enzymen bevatten die de indringers aantasten, of zo stroperig zijn dat deze erin blijven steken en met het slijm worden afgevoerd.

Onverlaten die deze hindernissen weten te omzeilen, krijgen vervolgens te maken met barrières als het maagzuur of vreetcellen (macrofagen) die onder andere in groten getale in de longen voorkomen. Pas als die zijn gepasseerd rest de immunologische afweer. Dit vormt de laatste verdedigingslinie van het lichaam tegen bacteriën, virussen en schimmels. Het lichaam werpt dus fysieke, chemische en biologische middelen in de strijd om ziekteverwekkers te weren.

Deze defensieve strategieën komen in enigerlei vorm voor bij micro-organismen, planten en dieren. Een bacteriedodende stof uit schimmels van het geslacht Penicillum kennen wij als penicilline, het eerste antibioticum dat op grote schaal is toegepast. Penicilline is echter allerminst uniek: andere schimmels produceren ook bruikbare antibiotica. Ze doen dat voortdurend, want in de natuur vormen bacteriën een permanente bedreiging voor schimmels. Ook bij insecten, amfibieën en zoogdieren, waaronder de mens zijn bacteriewerende stoffen gevonden. Meestal zijn het peptiden, kleine eiwitten, die worden aangemaakt bij een verwonding of een ontsteking, dus alléén als dat dringend nodig is.

Dermcidine, de in laboratoria van de Eberhard-Karls-Universität Tübingen in zweet aangetroffen stof, is van een ander kaliber. Dermcidine (DCD) is een lichaamseigen antibioticum dat voortdurend in de zweetklieren wordt aangemaakt. Uit de eerste testen blijkt dat mogelijk zeer veel ziekteverwekkende bacteriesoorten en schimmels voor dit eiwit gevoelig zijn (Nature Immunology, dec. 2001).

De Duitsers zijn min of meer bij toeval tegen DCD aangelopen. Ze zochten naar genen die betrokken zijn bij het ontstaan van melanomen, zeer agressieve huidtumoren. Het DCD-gen viel op omdat het codeert voor een eiwit dat alleen in de zweetklieren wordt geproduceerd. Het 110 aminozuren lange eiwit wordt echter pas actief als de eerste 62 aminozuren worden afgesplitst. Die keten blijft in de zweetklieren achter terwijl de aminozuren 63-110 in het zweet terechtkomen en het feitelijke antibioticum vormen.

zuur en mineralen

Om de antimicrobiële werking ervan aan te tonen synthetiseerden de onderzoekers dit laatste deel van de DCD-keten. Uit de proeven die ze ermee deden blijkt dat DCD in zweterige omstandigheden (zuur en met veel mineralen) beter werkt dan in vrijwel neutrale oplossing (een fosfaatbuffer met een pH van 7,4). In zo'n neutrale oplossing met bacteriën waaronder de darmbacterie Escherichia coli en de beruchte Staphylococcus aureus of de schimmel Candida albicans stopt één microgram DCD per milliliter de bacteriegroei binnen vier uur. Was de eiwitoplossing tien keer zo geconcentreerd, dan waren alle bacteriën na vier uur dood. Voor de bestrijding van de schimmel was meer DCD nodig.

In een op zweet lijkende oplossing (pH tussen 4 en 6,8, en met natrium-, kalium-, magnesium- en chloride-ionen) werden verrassende verschillen gevonden. Positief was dat de Candida-schimmel onder deze omstandigheden veel meer te lijden had van het DCD-fragment. De andere geteste bacteriën leden even zwaar als in de neutrale oplossing, maar E. coli kon onder deze `natuurlijke' omstandigheden veel beter tegen het antibioticum. Dat was ongerijmd. De coli-bacterie is weliswaar een normale bewoner van onze darmen elk mens heeft er wel een paar miljard bij zich maar een overmaat E. coli of het binnendringen van bijzondere varianten kunnen met name jonge kinderen en ouderen ernstig ziek maken. Niemand begreep waarom dit lichaamseigen antibioticum juist deze bacterie ontziet.

Voordat ze met het testen van de DCD-fragmenten begonnen, hadden de onderzoekers echter opdracht gegeven voor een (zeer precieze) massaspectrometrische analyse van het uit zweet gewonnen DCD. Maar de uitslag daarvan wachtten ze niet af. Ze waren zelfs klaar met testen toen uit de nauwkeurige analyses bleek dat de gebruikte synthetische DCD-keten één aminozuur te lang was. In de zweetklieren worden niet alleen de eerste 62 aminozuren van de oorspronkelijke keten afgesplitst, maar ook het laatste: nummer 110. Met die mogelijkheid hadden de onderzoekers geen rekening gehouden en de chromatografische analyse had hierover ook geen uitsluitsel gegeven.

Alle testen zijn vervolgens opnieuw gedaan met de aminozuren 62-109 van DCD. Nu bleek de volle kracht van dit menselijke antibioticum: alle geteste micro-organismen hadden het zwaar in het zweet.