Een bacterie met extra dodelijk DNA

DNA-onderzoek aan de EHEC-bacterie moet duidelijk maken waarom die zo gevaarlijk is. De bacterie blijkt onder meer een gen te hebben voor een dysenterie -achtige gifstof.

Het DNA van de EHEC-bacterie bevat een mix van genen die afkomstig zijn van verschillende Escherichia coli-stammen. Deze nieuwe combinatie van genetisch materiaal maakt de bacterie dodelijker dan stammen die verantwoordelijk waren voor eerdere uitbraken. Dat blijkt uit de volledige DNA-volgorde van de EHEC-bacterie die eind vorige week is bepaald door het Bejing Genomics Institute (BGI). In het genoom vonden onderzoekers 31 genen die resistentie verlenen tegen verschillende antibiotica.

In een persbericht schrijft het BGI dat het gros van het DNA van de Duitse EHEC-bacterie overeenkomt met dat van een EAEC-bacterie die tien jaar geleden een diarree-uitbraak onder kinderen in de Centraal-Afrikaanse Republiek veroorzaakte. Kenmerkend voor deze EAEC-bacteriën zijn de vele eiwituitsteeksels waarmee ze zich vasthechten aan darmcellen van de gastheer.

De Duitse bacteriestam heeft bovendien een gen voor een Shigella-achtige gifstof opgenomen in zijn DNA. Shigella is een nauw aan E. coli verwante bacterie die dysenterie veroorzaakt. Het Shigella-achtige toxine is eerder aangetroffen bij de zogenoemde ‘hamburgerbacterie’, ook een E. coli-stam, die de laatste jaren verschillende uitbraken veroorzaakte waarbij ook doden vielen. Volgens hoogleraar medische microbiologie Louis Kroes van het Leids Universitair Medisch Centrum hebben beide bacteriestammen de genen voor de gifstof opgepikt van een zogeheten bacteriofaag, een virus dat bacteriën infecteert.

Volgens Dov Stekel, assistent-hoogleraar systeembiologie van de University of Nottingham, is deze specifieke combinatie van EAEC- en Shigella-achtige genen nog nooit eerder aangetroffen in één bacterie. „Dat verklaart wellicht waarom deze stam zo dodelijk is”, zegt hij.

De kennis over de volledige DNA-code van de EHEC-bacterie is volgens Kroes van groot belang om te kunnen achterhalen waar de bacterie vandaan komt. „Met deze gedetailleerde kennis van het DNA kunnen verbanden worden gelegd worden met eerdere ziekteverwekkende E.coli-stammen.” Ook de diagnostiek kan erdoor verbeteren, zegt Kroes. „Nu kunnen moleculaire testen ontworpen worden die de bacterie zo specifiek mogelijk aantonen.”

Tot nu toe werd de bacterie geïdentificeerd door hem te kweken in een laboratorium en te kijken op welke voedingsstoffen zij groeit en welke kenmerkende suikermoleculen (‘antigenen’) zij op haar buitenkant heeft. Maar deze zogeheten ‘fenotypische eigenschappen’ zijn grillig, legt Kroes uit. De ‘genotypische eigenschappen’, in het DNA, zijn veel stabieler. Vanuit de erfelijke code wordt het ook mogelijk beter te begrijpen waarom deze bacterie zo verwoestend is. „Het is zaak zo snel mogelijk te vinden wat deze stam zo griezelig maakt, door de genen te onderzoeken die de aanmaak van het shigatoxine sturen.”

Het is „nog een beetje koffiedik kijken” hoe de bacterie zich op langere termijn zal ontwikkelen, zegt Kroes. „Het kan zijn dat uitbraken regelmatig terugkeren, zoals met de hamburgerbacterie, maar het kan ook een eenmalig incident zijn waar je nooit meer iets van hoort. Zo gaat dat in de microbiologie.”