Bijna iedereen heeft wel eens antibiotica geslikt. Je hebt last van een branderig gevoel, gaat naar de dokter, en die weet je te vertellen dat je last hebt van een bacteriële infectie waarna je al je vorige bedpartners moet bellen. De dokter schrijft je vervolgens een antibioticakuur voor die ervoor moet zorgen dat de slechte bacteriën niet meer verder kunnen groeien of zelfs doodgaan. De antibiotica zelf kan je ophalen in de apotheek. Maar in de categorie “Komt melk uit de fabriek?”: waar komen antibiotica vandaan?
Een overgroot gedeelte van antibiotica komt uit de bodem. Uit ordinaire bosbodem nota bene. Laat ons je meenemen naar het bos, waar de bloemen nu in bloei staan, vogeltjes elkaar versieren en de bladeren weer aangegroeid zijn. Als je je deze scene voor de geest haalt denk je misschien ook aan de geur van het bos, petrichor. En guess what: deze geur is afkomstig van bacteriën die ‘Geosmin’ maken, een vluchtig molecuul dat de typische bosbodemlucht veroorzaakt. In de bodem vind je een enorme verzameling micro-organismen, miljoenen per theelepeltje grond. Die zijn constant bezig met het opeten van biologisch afval. Maar doordat er zoveel bacteriën aanwezig zijn in de bodem, zijn ze ook constant met elkaar in gevecht. Want uiteindelijk wil iedereen maar een ding: zo veel mogelijk van dat lekkere eten opeten.
Nu lopen we tegen een probleem aan. Want als jouw lunch gestolen wordt dan kun je krabben en bijten, of je moeder erbij halen. Maar bacteriën hebben tanden noch klauwen en onderhouden geen intense familiaire relaties, dus die zullen op een andere manier met elkaar moeten vechten. Hoe? Nou, dat doen ze dus door antibiotica te produceren. Bacteriën zijn constant bezig met een keiharde chemische wapenwedloop. Wanneer er eentje antibiotica maakt, dan beschermt de ander zichzelf weer door resistent te worden – alsof ze een soort kogelvrij vest aantrekken.
Een antibiotica producerende Streptomyces kolonie. Deze streptomyceet is gegroeid in het lab door Lizah & Anne en produceert een blauw antibioticum. Dit antibioticum is bijvoorbeeld dodelijk voor de bacterie Staphylococcus aureus.
Ironisch genoeg zorgt juist deze chemische wapenwedloop tussen bacteriën ervoor dat de meeste antibiotica die we gebruiken tegen bacteriën dus ook worden gemaakt door bacteriën. Het is zelfs zo dat 70 procent van alle antibiotica die we in de gezondheidszorg gebruiken gemaakt wordt door een specifieke groep bacteriën, Streptomyceten (zie foto) genaamd. Ook Streptomyceten vind je voornamelijk in de grond en zij maken dan ook het geosminmolecuul. Inderdaad, dit zijn dus de bacteriën die voor de typische bosgeur zorgen. Maar naast deze geurstof, produceren ze een heel scala aan antibiotica. Zo is het antibioticum streptomycine, waarin je de naam van de bacterie terug kan horen, een van de eerste ontdekte antibiotica. Deze bacteriën zijn dus echte chemische fabrieken.
Nu we weten waarom bacteriën antibiotica maken, kunnen we dat dan ook gebruiken om nieuwe antibiotica te vinden? Want zoals je misschien al wel hebt opgevangen in het nieuws, hebben we tegenwoordig last van superresistente bacteriën. Het grootste probleem met deze ziekmakers is dat we ze niet de kop in kunnen drukken met de antibiotica die we nu hebben. Dus we hebben nieuwe nodig. Maar een van de problemen is dat we eigenlijk heel slecht weten wanneer precies bacteriën ervoor kiezen om antibiotica maken. Het is niet iets dat altijd gemaakt moet worden, want het is een kostbaar proces: het maken van chemische wapens kost veel energie. En waarom zou een bacterie energie verspillen aan een kostbare stof als er geen reden is om dit te doen?
Om een vergelijking te trekken: stiekem maakt Lizah alleen die lekkere quiche als haar ouders komen eten. In alle andere gevallen doet ze het lekker rustig aan: die diepvriespizza smaakt immers ook prima! Maar Lizah’s vriendje heeft nu door dat als hij zegt dat haar moeder hem gebeld heeft ze ineens het huis op gaat ruimen en lekker gaat koken. Uiteindelijk komt haar moeder niet, maar alleen het signaal dat ze misschien langskomt was al genoeg om Lizah energie te laten stoppen in het huishouden. Wetenschappers willen ditzelfde trucje uithalen met bacteriën. Zo proberen we in onze onderzoeksgroep bacteriën signalen te geven dat ze aanzet om energie te stoppen in processen die voor ons interessant zijn, zoals het produceren van antibiotica. Echter, bacteriën raken niet gestrest als je ze verteld dat hun moeder gebeld heeft…
Maar waar raken bacteriën dan wel gestrest door? Nou, een van de dingen die professor Gillles van Wezel (zie link onderaan) en zijn team aan onderzoekers ontdekt hebben is dat bacteriën enorm gestrest raken als ze zichzelf deels opeten om extra voedingsstoffen te krijgen, als ze dus autocannibaliseren. Dit doen ze pas als er geen voedsel meer in de omgeving is. Om dan snel sporen te kunnen vormen en zich voort te planten breken ze een gedeelte van zichzelf af en gebruiken ze die voedingsstoffen om snel sporen te verspreiden – en antibiotica te maken. Want ze willen zelf de ENIGE zijn die deze voedingsstoffen kunnen gebruiken en niet dat de buren al het lekkers opeten. Dit proces van autocannibalisme kan nagedaan worden door bacteriën in het lab te groeien in een situatie waar ze enorm weinig voedsel hebben, maar wel precies de suikers krijgen die ze ook zouden krijgen als ze zichzelf opeten. Het signaal dat de bacterie dan krijgt is dat ze zichzelf aan het afbreken is. Veel gestrester kan het niet raken!
Door een hongersnood te simuleren zijn er verschillende nieuwe antibiotica gevonden. Lees hier meer over dit onderzoek.
