Een bijgekleurde opnames van Bacillus anthracis, de lange oranje staafjes.  Centers for Disease Control and Prevention/Public domain

Miltvuur kan mogelijk bestreden worden door het harnas van de bacterie te ontmantelen

Een nieuwe studie toont aan dat het harnas van de bacterie die miltvuur veroorzaakt, kan ontmanteld worden. De bacterie gebruikt het harnas om het immuunsysteem van het lichaam te ontwijken en het afbreken ervan remt de groei van de bacterie en zorgt ervoor dat ze minder ziekmakende kracht heeft. De studie kan op termijn het pad effenen naar nieuwe efficiënte manieren om miltvuur en andere ziekten te bestrijden.

Miltvuur of antrax kan dodelijk zijn en is moeilijk te bestrijden. De ziekte wordt veroorzaakt door de bacterie Bacillus anthracis. Ooit was antrax één van de hoofdoorzaken van sterfte in mensen en vee, vandaag is dat gelukkig minder dankzij een betere hygiëne en het vaccineren van vee. Het blijft wel een dreiging voor wilde dieren en ongevaccineerd vee. Miltvuur bij mensen komt momenteel vooral voor in Afrika en in her midden en zuiden van Azië. In Europa komt het meer voor in het zuiden, in Noord-Amerika en Noord-Europa komt het nog maar zelden voor.

Bij mensen kan het voorkomen als huidinfectie na contact met besmette dierlijke producten, of – zeldzamer – als dodelijke inwendige infectie na het inslikken of inademen van de bacterie. De bacterie kan ook sporen vormen als de omstandigheden ongunstig zijn. In deze vorm waarin ze geen stofwisseling of andere activiteit vertoont, kan de bacterie tientallen jaren overleven, om vervolgens weer actief te worden als de omstandigheden verbeteren, als het warmer en/of vochtiger wordt. 

De sterkte van de bacterie en dodelijkheid van miltvuur na inademing heeft er jammer genoeg toe geleid dat ze ook als biologisch wapen kan ingezet worden. Hoewel de ontwikkeling en het gebruik van antrax als wapen verboden is door de internationale gemeenschap, bestaat de vrees dat de regels gebroken kunnen worden. Omdat behandelingsmethoden beperkt en vaak niet effectief zijn, blijft antrax een potentiële dreiging. 

In de VS werden kort na de aanslagen van 11 september 2001 verschillende brieven met sporen van de bacteriën naar een aantal personen, onder meer Democratische politici, en instanties gestuurd. Dat leidde tot 22 besmettingen met miltvuur en vijf dodelijke slachtoffers. Gedacht wordt dat een onderzoeker in een biomedisch laboratorium van de regering achter de brieven zat, de man pleegde zelfmoord nadat hij in het vizier van de FBI was gekomen. 

In verschillende landen, ook in ons land, zijn er ook wel 'poederbrieven' verstuurd, maar daarbij bleek het nagenoeg altijd om onschuldige poeders te gaan, die evenwel vaak heel wat opschudding veroorzaakten.  

Sporen van de miltvuur-bacterie. Centers for Disease Control and Prevention/Public domain

Een harnas tegen het immuunsysteem

Een onderdeel van de strategie die de miltvuurbacterie gebruikt om het immuunsysteem van haar gastheer te ontwijken, is een ingewikkeld, beweeglijk harnas.

Een niet goed begrepen onderdeel van dit harnas is de zogenoemde Sap S-laag, een laag eiwitten die de bacterie omhult en beschermt.

In hun nieuwe studie hebben de onderzoekers geleid door doctor Antonella Fioravanti in het lab van professor Han Remaut (VIB-VUB Centrum voor Structurele Biologie),  met succes Nanobodies® ingezet om de structuur van het harnas te bestuderen én de vorming ervan te controleren.

Deze Nanobodies verhinderden niet alleen de vorming van het harnas, maar konden ook een reeds bestaand harnas afbreken. Het resultaat daarvan was dat de bacteriën een tragere groei kenden en een sterk beschadigd cel-oppervlak hadden. 

Doctor Fioravanti (VIB-VUB) is zeer enthousiast over de ontdekking: “Ik was ontzettend blij. Ik had deze Nanobodies gemaakt als gereedschap om de S-laag te bestuderen, maar dat ze ook de bacteriële groei zouden remmen was een onverwachte bonus", zo zei ze in een persmededeling van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie-Vrije Universiteit Brussel (VIB-VUB).

De effecten waren zodanig groot dat de Nanobodies getest werden in muizen geïnfecteerd met B. anthracis.

Mohamed Lamkanfi, die de infectiestudies leidde, zei: “We waren al manieren aan het bestuderen om de dodelijkheid van antrax te stoppen, maar hadden nooit zulke grote effecten gezien als deze van de Nanobodies.” Lamkanfi werkte vroeger bij het VIB-UGent Centrum voor Inflammatieonderzoek, nu bij Janssen Pharmaceutica en de Universiteit Gent.

Dat wordt bevestigd door Filip Van Hauwermeiren, die de infectiestudies uitvoerde: “De resultaten waren verbluffend. Alle behandelde muizen herstelden van een dodelijke antraxinfectie in enkele dagen.” 

Een neutrofiel (geel) valt een miltvuurbacterie aan. Neutrofielen zijn een onderdeel van het immuunsysteem, een soort witte bloedcel. Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

Nieuwe doelwitten in een jarenlange strijd

Deze bevindingen zijn een stap voorwaarts in een zoektocht die reeds in de negentiende eeuw begonnen is. In 1876 beschreef Robert Koch dat levende bacteriën de bron zijn van vele overdraagbare ziekten, een ontdekking die hij maakte door zijn studies op Bacillus anthracis.

In een befaamd experiment in 1881 toonde Louis Pasteur aan het brede publiek dat geïnactiveerde B. anthracis schapen beschermde tegen miltvuur. Maar een veilig miltvuurvaccin is er nog steeds niet en de behandeling van acute infecties in niet-gevaccineerde personen is problematisch: de behandeling duurt lang en de antibiotica zijn niet erg succesvol.

Nieuwe medicatie op basis van de Nanobodies uit deze studie kan deze kloof mogelijk dichten.

Meer zelfs, de S-laag als doelwit gebruiken voor Nanobodies kan nuttig zijn in de strijd tegen andere bacteriën met een gelijkaardig harnas. Het team is bijvoorbeeld aan het testen of dergelijke Nanobodies gebruikt kunnen worden tegen Clostridium difficile, een bacterie die levensbedreigende darmontstekingen kan veroorzaken. 

Tot slot heeft het succes van deze studie onderzoekers gemotiveerd om andere doelwitten te zoeken op het oppervlak van bacteriën. 

“Eiwitten aan het oppervlak van bacteriën zijn interessante doelwitten in de zoektocht naar nieuwe antibiotica omdat ze direct toegankelijk zijn voor medicatie. Dit betekent dat we ons minder zorgen hoeven te maken over een aantal mechanismen die bacteriën gebruiken om resistent te worden door antibiotica buiten de cel te houden”, zo zei professor Remaut. 

De studie is gepubliceerd in het gezaghebbende vakblad Nature Microbiology. Dit artikel is grotendeels gebaseerd op een persmededeling van VIB-VUB.

Een oude afbeelding van Louis Pasteur die een schaap inent met geïnactiveerde miltvuurbacillen. Wellcome Images/Copyrighted work available under Creative Commons Attribution only licence CC BY 4.0 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Doorbraak in onderzoek is geen doorbraak in geneeskunde

Een doorbraak in een onderzoek betekent niet hetzelfde als een doorbraak in de geneeskunde. De verwezenlijkingen van VIB-onderzoekers kunnen de basis vormen voor nieuwe therapieën, maar het traject om die te ontwikkelen, kan nog jaren in beslag nemen.

Dit kan veel vragen oproepen en daarom stelt het VIB een e-mailadres ter beschikking, waar iedereen met vragen over dit en ander medisch gericht onderzoek terechtkan: patienteninfo@vib.be

Meest gelezen