Zijn bacteriofagen de nieuwe antibiotica?
Bacteriofagen, virussen die bacteriën infecteren, zijn mogelijk een alternatieve therapie wanneer antibiotica niet werkt. Leidse onderzoekers hebben geprobeerd de structuur en functie van een nieuwe bacteriofaag in kaart te brengen. Deze bacteriofaag kan worden gebruikt om een van de bacteriën die zorg wekt bij de WHO te bestrijden.
Een team van Leidse wetenschappers heeft onderzoek gedaan naar een bacteriofaag die een hardnekkige bacterie kan bestrijden. Het gaat om een bacterie die zich normaal gesproken in ons spijsverteringskanaal bevindt en schade kan aanrichten als zij zich verspreidt naar andere delen van ons lichaam. De bacterie kan dan verschillende ontstekingen veroorzaken, zoals longontsteking en blaasontsteking.
Faagtherapie als alternatief voor antibiotica
Ariane Briegel (Institute Biology Leiden) en Daan Pelt (Leiden Institute of Advanced Computer Sciences) vertellen meer over het onderzoek. ‘Volgens de WHO wekt de bacterie zorg, omdat zij steeds beter bestand is tegen antibiotica. Faagtherapie is een potentieel alternatief om bacteriële infecties te bestrijden wanneer antibiotica niet effectief zijn,’ zegt Briegel.
Daarom was het belangrijk voor het team om de bacteriofaag te onderzoeken. Briegel: ‘We zijn meer te weten gekomen over de structuur en functie van de bacteriofaag, waardoor we meer inzicht hebben in hoe de bacteriofaag de ziekteverwekker kan infecteren.’
Pelt bracht een deel van de bacteriofaag in kaart, door het gebruik van een neuraal netwerk, een algoritme dat leert van voorbeelden. ‘Aan het uiteinde van de bacteriofaag zitten een soort staartjes die een rol spelen bij de infectie van de bacterie. Er is nog weinig bekend over hoe deze er precies uitzien, omdat er een grote variatie in de structuren is. PhD student Ruochen Ouyang heeft zeven van deze structuren handmatig in kaart gebracht. Vervolgens hebben wij een neuraal netwerk getraind op de zeven voorbeelden, zodat we de structuren voor andere bacteriofagen ook kunnen onderscheiden,’ aldus Pelt.
‘Door samen te werken kregen we unieke inzichten’
‘Door de samenwerking van verschillende disciplines konden we een goed inzicht krijgen in diverse onderwerpen,’ zegt Briegel. ‘Zo keken ze naar de structuur van de bacteriofaag. Ook was er steun van een team experts op het gebied van staartvezels van de bacteriofaag. Doordat we met wetenschappers van verschillende achtergronden samenwerkten, kregen we unieke inzichten over de bacteriofaag. Dat helpt ons hopelijk in de toekomst om een groot spectrum aan biologische vragen te beantwoorden.’
De onderzoekers zijn enthousiast over de onderzochte bacteriofaag. Ariane Briegel: ‘Het probleem van faagtherapie is dat bacteriofagen niet zomaar bij elke bacterie werken, zelfs als het dezelfde bacteriesoort is. Het bijzondere aan de bacteriofaag die wij hebben bestudeerd is dat zij op veel verschillende subtypes van bacteriën werkt. Hierdoor is het een goede kandidaat voor faagtherapie. Door meer te weten te komen over hoe de bacteriofaag werkt, kunnen we er mensen hopelijk in de toekomst mee behandelen’.
Lees de publicatie van het onderzoek hier
De paper High resolution reconstruction of a Jumbo bacteriophage infecting capsulated bacteria using hyperbranched tail fibers is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications. Vanuit de universiteit Leiden hebben onderzoekers van Leiden Institute of Advanced Computer Science (LIACS) en Institute Biology Leiden (IBL) hieraan meegewerkt. Andere onderzoekers in het team waren van de Technische Universiteit Delft, Xi'an Jiaotong University, University of Oxford, University of Wroclaw, Ghent University and University of Warwick.