Slapende antibiotica wakker maken
Bodembacteriën kunnen een schat aan antibiotica maken die nieuw voor ons zijn, stelt Gilles van Wezel. Zijn groep ontwikkelde een methode om die onbekende verbindingen snel te identificeren en te produceren. In Chemistry & Biology laten de onderzoekers zien dat de aanpak werkt.
Standaardcondities
Artsen schrijven antibiotica voor om bacteriële infecties te bestrijden. Het merendeel hiervan wordt geproduceerd door schimmelachtige bodembacteriën van het geslacht Streptomyces. ‘Maar dat zijn alleen nog maar de verbindingen die deze bacteriën onder standaard laboratoriumcondities uitscheiden’, zegt Gilles van Wezel, hoogleraar Moleculaire Biotechnologie in Leiden. ‘Onder stress maken ze veel meer stoffen aan. Het is goed mogelijk dat er tot nog toe onbekende klassen van antibiotica bestaan.’
Slapende antibiotica
Nieuwe antibiotica zouden goed van pas komen, want sommige ziekteverwekkers zijn ongevoelig geworden voor bijna alle gebruikte antibiotica. De grote farmaceutische bedrijven ontwikkelen geen nieuwe antibiotica meer nu het aantal stoffen dat onder standaard condities - dus gemakkelijk - geproduceerd kan worden raakt uitgeput. ‘Daarom zijn de slapende antibiotica van Streptomyces-bacteriën interessant’, zegt Van Wezel. ‘Wij kunnen die wakker maken door activerende moleculen aan de bacteriekweek toe te voegen. Maar het was lastig om veelbelovende verbindingen die dan verschijnen te karakteriseren.’ Jacob Gubbens, werkzaam in Leiden, heeft een methode uitgewerkt waarmee dat snel kan. Gubbens en Van Wezel bedachten er de naam ‘proteomining’ voor: graven in eiwitten.
Productieproces
Hoe krijgen zij vat op een onbekende verbinding? Van Wezel en Gubbens gaan er vanuit dat een bacterie die zo’n complexe verbinding maakt een heel productieproces in gang zet, waarbij allerlei enzymen (eiwitten) de verschillende stappen in dat proces mogelijk maken. Het mooie van bacteriën is dat de genen die coderen voor zo’n setje enzymen vaak dicht bij elkaar op het DNA liggen. ‘Stel: we hebben een bacterie op het oog die een veelbelovend antibioticum maakt’, legt Van Wezel uit. ‘We kweken die dan onder verschillende omstandigheden en bepalen wanneer hij veel, weinig of niets maakt. We zoeken vervolgens alle eiwitten die samen met het antibioticum verschijnen. Vinden we eiwitten die alleen actief zijn als de verbinding wordt gemaakt en waarvan de genen dicht bij elkaar op het DNA liggen, dan hebben we het DNA te pakken dat de informatie voor het antibioticum bevat.’
Productie omhoog
Daarmee zijn de onderzoekers een stap verder. Er is zoveel over DNA bekend dat ze er genen in kunnen herkennen, weten voor welke type enzymen ze coderen en wat die enzymen doen. Zo krijgen ze een idee van hoe de beoogde verbinding in elkaar zit. Van Wezel: ‘Dat versnelt het karakteriseren enorm. Bovendien kunnen we een aanknopingspunt zoeken om de productie van de verbinding omhoog te brengen. Zo komen onbenutte antibiotica in zicht, en het kan voor de farmaceutische industrie aantrekkelijker worden om hierin te stappen.’ De methode is daarom gepatenteerd. Ook andere natuurstoffen, zoals middelen tegen kanker of schimmelinfecties, kunnen met deze methode worden opgespoord.
Zie ook
Leer Gilles van Wezel kennen en ontdek hoe je antibiotica vindt