Bleekwater doodt bacteriën door eiwitten uit hun verband te trekken

Hoewel bleekwater al sinds jaar en dag het belangrijkste desinfecterende middel voor huishoudelijk gebruik is, was totnogtoe onbekend hoe het werkt en waarom sommige bacteriën de dans ontspringen. Onderzoekers van de Universiteit van Michigan hebben dit nu uitgezocht. Het actieve ingrediënt, hypochloorzuur, verstoort de ruimtelijke structuur van bacteriële eiwitten. Daardoor verliezen ze hun normale functie, klonteren ze samen en de bacterie gaat dood. Dat sommige ‘huishoudbacteriën’ de chlooraanval overleven, komt door een effectief en uniek verdedigingsmechanisme: een eiwit dat door het verlies aan structuur voorkomt dat andere eiwitten hetzelfde gebeurt (Cell, 14 november).

Hypochloorzuur (HOCl) wordt niet alleen gebruikt in bleekwater, maar zit ook in het ‘chloor’ in zwembaden. Het wordt ook geproduceerd door neutrofiele cellen van het immuunsysteem. Deze witte bloedcellen eten de bacteriën als het ware op en verteren ze door onder andere HOCl af te scheiden.

Het zuur doodt de cellen door de ruimtelijke structuur van zijn eiwitten aan te tasten, zoals warmte dat doet bij het koken van een ei. Eiwitten bestaan uit doorgaans lange ketens aminozuren. Om goed te kunnen werken moeten die ketens op een bepaalde manier gevouwen zijn. Speciale eiwitten, zogeheten chaperonnes, zorgen ervoor dat dit op de juiste wijze gebeurt.

Maar chaperonnes doen meer: ze herkennen ook fouten in de driedimensionale structuur die ontstaan na blootstelling aan warmte, straling, chloor of andere stressfactoren. Indien mogelijk herstellen ze de schade. Anders zorgen ze ervoor dat de kapotte eiwitten afgebroken worden. Doen ze dat niet of te langzaam, dan klonteren de beschadigde eiwitten samen met fatale gevolgen voor de getroffen cel. Een neurodegeneratieve aandoening als de ziekte van Huntington ontstaat als gevolg van een dergelijk proces.

De onderzoekers in Michigan ontdekten dat bacteriën bleekwater overleven als de chaperonne heat shock protein 33 (Hsp33) tijdig wordt geactiveerd. Het paradoxale en unieke aan deze ontdekking is dat Hsp33 pas zijn werk doet als zijn eiwitketen onder invloed van het hypochloorzuur wordt uitgevouwen. Volgens de onderzoekers is er maar één andere categorie eiwitten die door structuurverlies geactiveerd wordt, de matrix metalloproteinases die de eiwitmatrix van bindweefsels afbreken en zo ernstige schade kunnen aanrichten.

De onderzoekers verwachten niet dat hun werk ertoe zal leiden dat nieuwe bleekmiddelen ook de laatste overlevende bacteriën zullen aanpakken. Hun inzicht biedt wel aanknopingspunten voor de behandeling van mensen die ziek worden van het contact met bleekmiddelen of chloor in zwembaden. Huup Dassen