De ontwikkeling van nieuwe alternatieve therapieën voor antibiotica wordt steeds noodzakelijker vanwege de toenemende verspreiding van het antibioticum-resistentieverschijnsel.
Antibioticaresistentie
Antibioticumresistentie is een fenomeen waarbij bacteriën ongevoelig en daardoor resistent worden voor antibiotische therapie.
Daarom wordt het medicijn niet in staat om de groei van de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de infectie waarvoor het bedoeld is te behandelen, te doden of te remmen.
Antibioticaresistentie kan van twee soorten zijn:
- Intrinsieke weerstand, dat is de weerstand die al in de bacterie aanwezig is, zelfs voordat het medicijn werd ingenomen;
- Verworven of geïnduceerde resistentie, dat is de weerstand die ontstaat bij bacteriën alleen na inname van het antibioticum.
Sinds de ontdekking van de eerste antibiotica tot op heden zijn deze medicijnen op grote schaal gebruikt, hoewel niet altijd correct.
In feite hebben misbruik en misbruik van antibiotica - vooral in de afgelopen jaren - de ontwikkeling van verworven resistentie door bacteriën bevorderd; bijgevolg begunstigden zij de selectie van nieuwe resistente bacteriestammen.
Het gebruik van antibiotica, zelfs wanneer het niet nodig is, of het niet respecteren van de dosering en de duur van de therapie vastgesteld door de arts, zijn enkele van de foutieve gedragingen die de voorkeur hebben gegeven - en helaas nog steeds vandaag - die de ontwikkeling van antibioticaresistentie bevorderen.
Om deze redenen ligt de focus van het onderzoek op nieuwe therapeutische strategieën die een geldig alternatief voor antibiotische therapie kunnen vormen, in de hoop nieuwe behandelingen te vinden die even effectief zijn in het tegengaan van infecties, die de ontwikkeling van resistentie niet bevorderen en die minder veroorzaken bijwerkingen.
Bacteriofaagtherapie
Bacteriofagen (of fagen) zijn virussen die bacteriële cellen kunnen infecteren, maar geen menselijke cellen.
Om precies te zijn, bacteriofagen vallen bacteriën aan door hun genetisch materiaal erin te injecteren, zodat ze zich kunnen vermenigvuldigen. In feite is het virus niet in staat om onafhankelijk te repliceren en om dit te doen, moet het andere cellen, in dit geval bacteriële cellen, exploiteren.
De bacteriofagen vermenigvuldigen zich daarom in de bacterie tot ze lysis en dus de dood veroorzaken.
Ontdekking van bacteriofagen
In 1896 merkte de Britse bacterioloog Ernest Hankin op dat de wateren van de rivier de Ganges en de Jumna-rivier in India antibacteriële eigenschappen hadden die de incidentie van gevallen van cholera en dysenterie in gebieden nabij de twee rivieren hadden verminderd.
Hankin stelde dat deze antibacteriële eigenschappen zouden worden toegeschreven aan een onbekende stof, die verder kan gaan dan de porseleinfilters die worden gebruikt om het water van de rivier te filteren, maar die bij hoge temperaturen (thermolabiel) kan worden afgebroken.
In latere jaren, andere bacteriologen waargenomen soortgelijke verschijnselen, maar geen van hen bevorderde het onderwerp.
Bijna twintig jaar na de eerste observaties van Hankin, merkte een Engelse bacterioloog genaamd Frederick Twort een vergelijkbaar fenomeen op als dat beschreven door Hankin en veronderstelde dat de "onbekende substantie" met antibacteriële activiteit een virus zou kunnen zijn. Door gebrek aan fondsen kon Twort zijn onderzoek op dit gebied echter niet voortzetten.
Het was slechts twee jaar nadat de Frans-Canadese microbioloog Felix d'Herelle in het begin van de twintigste eeuw het bestaan van bacteriofagen ontdekte - of beter gezegd herontdekte.
Kort na zijn ontdekking deed d'Herelle de eerste poging om een bacteriofaag-gebaseerde therapie te introduceren voor de behandeling van dysenterie. Deze poging was succesvol.
Daarna werd bacteriofaagtherapie ook getest voor de behandeling van andere infecties en, zelfs in deze gevallen, werden positieve resultaten verkregen.
Echter, met de komst van antibiotica werd het gebruik van bacteriofagen in het Westen opgeschort ten gunste van het gebruik van de nieuw ontdekte geneesmiddelen.
In Oost-Europa daarentegen is bacteriofaagtherapie zich blijven ontwikkelen en wordt het nog steeds gebruikt.
De herontdekking van bacteriofaagtherapie
Bacteriofaagtherapie - opzij gezet in het Westen met de komst van antibiotica - is opnieuw een grote belangstelling, vanwege de voortdurende toename van het fenomeen van antibioticaresistentie.
Bacteriofagen worden beschouwd als natuurlijke vijanden van bacteriën en hebben voordelen ten opzichte van antibiotica:
- Ze zijn zeer specifiek, omdat elke bacteriofaag selectief is voor een specifieke bacteriesoort of zelfs voor specifieke bacteriestammen. Dit kenmerk is erg belangrijk omdat op deze manier de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de infectie het enige doelwit zijn van de therapie en we niet getuige zijn van het doden van de microben die de menselijke bacteriële flora vormen, zoals vaak gebeurt met de gebruikelijke antibiotica. Dit alles resulteert in een vermindering van de bijwerkingen veroorzaakt door vele antibiotica, zoals - bijvoorbeeld - diarree.
- Dankzij de lysis van bacteriën stimuleren bacteriofagen het immuunsysteem indirect. In feite worden met bacteriële lyse cellulaire fragmenten gegenereerd die worden herkend door de cellen van ons immuunsysteem; dit verschijnsel maakt dus de activering mogelijk van alle afweermechanismen die van nature in het menselijk lichaam aanwezig zijn.
- Het kan gebeuren dat de bacteriën ook resistent worden tegen bacteriofagen, maar als dit gebeurt, kunnen de fagen in korte tijd een nieuwe soort ontwikkelen die de bacterie weer kan aanvallen.
- Wanneer de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de infectie worden geëlimineerd, verdwijnen ook de bacteriofagen.
- Ze zijn goedkoop, omdat bacteriofagen gemakkelijk in de natuur verkrijgbaar zijn.
Ondanks de belangrijke voordelen die ze hebben, kunnen bacteriofagen echter ook een aantal nadelen hebben:
- Omdat bacteriofagen zeer specifiek zijn voor bepaalde soorten bacteriën, moet de op fagen gebaseerde bereiding, uitgevoerd voor de behandeling van bepaalde infecties, gepersonaliseerd worden voor elke individuele patiënt. Het is daarom noodzakelijk om precies te identificeren welke bacteriën verantwoordelijk zijn voor de infectie. Dit kan problemen veroorzaken, vooral wanneer de patiënt levensgevaarlijk is en er geen tijd is om gepaste tests uit te voeren om de bacteriën te identificeren die de infectie veroorzaken.
- Bacterietoxines die schadelijk kunnen zijn voor het lichaam, kunnen in dezelfde faagbereiding aanwezig zijn.
- De overdracht van bacteriële genen tussen virussen kan voorkomen.
- Na bacteriële lysis kunnen overmatige hoeveelheden toxinen in het lichaam worden afgegeven, wat leidt tot een overstimulering van het immuunsysteem; dit kan het begin van een toxische shock veroorzaken.
Ondanks de nadelen blijft bacteriofaagtherapie hoe dan ook een goed alternatief voor behandeling met antibiotica.
Het grootste obstakel is waarschijnlijk dat gegeven de wijze van ontwikkeling van faagbereidingen. In feite kunnen deze preparaten in relatief korte tijd worden verkregen, uitgaande van stoffen die in de natuur worden aangetroffen (zoals bijvoorbeeld rivierwater). Deze bereidingsmethoden voldoen echter niet aan de westerse normen die de ontwikkeling en het gebruik van nieuwe geneesmiddelen regelen.
In de Verenigde Staten heeft de Food and Drug Administration (FDA) echter het gebruik van op bacteriofagen gebaseerde preparaten voor het decontamineren van dieren, planten en respectieve derivaten bestemd voor menselijke consumptie goedgekeurd.
Quorum-detecterende remmers
Quorum-detecterende remmertherapie roept veel belangstelling op als mogelijk alternatief voor antibiotische therapie.
Dit type behandeling is niet in staat om bacteriën te doden, maar voorkomt dat ze schade aan het lichaam veroorzaken.
Om het werkingsmechanisme van deze behandeling beter te begrijpen, is een korte introductie over wat quorumwaarneming is, nuttig.
Quorum-sensing
Quorum-sensing is een vorm van communicatie die door bacteriën wordt gebruikt om informatie met elkaar uit te wisselen.
Om te communiceren gebruiken bacteriën bepaalde chemische verbindingen (zelfinducties genaamd) die informatie verschaffen over de bacteriepopulatie, inclusief informatie over de grootte ervan.
Wanneer de bacteriepopulatie het quorum heeft bereikt (waarvan de letterlijke betekenis het minimumaantal leden is, onmisbaar en noodzakelijk om managementbeslissingen te nemen), werken de autoinductors door het bevorderen of remmen van de transcriptie van bepaalde soorten genen en het reguleren van activering of minder dan metabole routes.
Het quorum-detectiemechanisme is geïdentificeerd in bijna alle soorten bacteriën (zowel grampositief als gramnegatief), inclusief ziekteverwekkers voor mensen.
De pathogene bacteriën communiceren met elkaar om de productie van schadelijke stoffen te reguleren of om mechanismen te activeren die hen toelaten niet te worden herkend door de cellen van het immuunsysteem van het gastheerorganisme. Nog andere bacteriën kunnen, door middel van quorumsensing, de productie van schadelijke stoffen uitstellen totdat de bacteriekolonie zulke afmetingen heeft bereikt dat de infectie wordt hersteld door het immuunsysteem van de gastheer te overbelasten.
Quorum-detecterende remmers
Quorum-sensing is daarom essentieel voor de communicatie van bepaalde pathogene bacteriën en voor het vrijkomen van de schadelijke stoffen die ze produceren.
Het blokkeren van deze vorm van bacteriële communicatie zou daarom nuttig kunnen zijn om het begin van bacteriële infecties te stoppen die anders ernstige pathologieën zouden kunnen veroorzaken (zoals, bijvoorbeeld, cholera of infecties met Pseudomonas aeruginosa ).
Bovendien lijkt quorum-detecterende remmertherapie een lager risico te vertonen op ontwikkeling van bacteriële resistentie in vergelijking met antibiotische therapie.
Studies uitgevoerd met dieren die quorum-detecterende remmers gebruiken om het ontstaan van Staphylococcus- infecties te voorkomen, hebben positieve resultaten opgeleverd.
Daarom blijft het onderzoek op dit gebied zich ontwikkelen in een poging nieuwe moleculen te identificeren die in staat zijn tot het remmen van bacteriële communicatie en de resulterende infecties en pathologieën.
