Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Zoektocht naar antibiotica kan makkelijker en sneller

Antibioticaresistente bacteriën vormen wereldwijd een groot probleem. Moleculair bioloog Changsheng Wu verkende in zijn proefschrift innovatieve methoden om eenvoudiger en sneller nieuwe antibiotica te ontwikkelen en ontdekte bovendien een nieuw type antibiotica.

Nieuwe functies

Steeds meer bacteriën dreigen resistent te worden tegen bestaande antibiotica. Het probleem is zelfs zo groot dat bijna uitgeroeide ziektes als tuberculose dreigen terug te keren. De resultaten van Changsheng Wu’s onderzoek, uitgevoerd in het Instituut Biologie (IBL) onder begeleiding van prof. Gilles van Wezel en Dr. Young-Hae Choi, zijn hoopgevend bij de zoektocht naar nieuwe antibiotica. Wu toont onder meer aan dat met moderne analytische technieken molecuulstructuren aan biologische en fysiologische functies gekoppeld kunnen worden. Daardoor is het mogelijk om in het laboratorium unieke biologisch geïnspireerde verbindingen te maken. Deze stoffen bezitten nieuwe activiteiten en soms ook geheel nieuwe functies die in de natuur niet voorkomen, en kunnen het menselijk leven in elk opzicht gaan beïnvloeden.

Actinomyceten

Voor de ontwikkeling van antibiotica en andere medisch-natuurlijke toepassingen wordt vooral gebruikt gemaakt van de micro-organismen behorende tot de actinomyceten. Next-Generation Sequencing (NGS), de nieuwste methoden om de genetica van organismen te ontrafelen, toont aan dat de mogelijkheden van die actinomyceten nog lang niet volledig zijn benut. Er komen zogenaamde slapende antibiotica voor, dat wil zeggen antibiotica die niet onder standaard groeicondities worden gemaakt door de bacteriën en daarom ook nooit door de industrie zijn ontdekt. De grote uitdaging waar wetenschappers nu voor staan is om deze antibiotica te activeren (als het ware "wakker te maken") om ze vervolgens te kunnen screenen en waar mogelijk toe te passen als medicijnen in de kliniek.

Het nieuw molecuul Lugdunomycine

Changsheng Wu ontdekte tijdens zijn promotieonderzoek diverse moleculen met nieuwe chemische structuur. Veel daarvan lijken op al bekende moleculen , maar een baanbrekende ontdekking is die van lugdunomycine: een antibioticum met antibacteriële werking tegen Gram-positieve bacteriën als Bacillus subtilis en de multiresistente MRSA. Het gebeurt hoogst zelden dat er een molecuul wordt ontdekt dat qua structuur zoveel afwijkt van bekende moleculen en dit onderstreept het belang van het proefschrift van Changsheng Wu. Deze en andere voorbeelden laten zien dat  het combineren van technieken de ontdekking van nieuwe moleculen kan vergemakkelijken. Tegelijkertijd is het zo mogelijk om  de verantwoordelijke genetische informatie voor de biosyntheseroute te identificeren.

Co-cultivatie

Wu combineerde in zijn onderzoek verschillende methoden om micro-organismen te cultiveren met NMR metabolomics (dat is eenvoudig gezegd een methode om de tussen- en eindproducten van cultiverende stoffen te detecteren). Zo bleek dat co-cultivatie, het samen opgroeien van twee of meer micro-organismen in hetzelfde medium en in dit geval een schimmel en een Streptomyces bacterie, nieuwe verbindingen kan opleveren.

Multidisciplinaire aanpak

Wu pleit ervoor dat wetenschappers die zich toeleggen op de zoektocht naar nieuwe antibiotica, ook de biologische kennis en praktische genetische gereedschappen in hun repertoire  hebben. Verregaande multidisciplinaire samenwerking tussen wetenschappelijke experts is volgens hem  de beste manier om de zoektocht naar nieuwe antibiotica succesvol te laten zijn.