Nanokogels slopen multiresistente bacteriën

Share Button

Onderzoekers hebben een fundamenteel nieuwe klasse van mogelijke medicijnen ontwikkeld die weinig heel laten van veel antibiotica-resistente bacteriën en schimmels. Nee, geen ingewikkelde biochemie deze keer. Wel een slim en visionair idee.

Antibiotica steeds minder effectief
Antibiotica hebben veel levens gered en zijn één van de grootste ontdekkingen ooit door medische onderzoekers gedaan. Helaas worden na decennia van antibiotica-misbruik, bacteriën nu resistent tegen het ene antibioticum na het andere. Er zijn nu zelfs al bacteriestammen die alleen met giftige, zeer gevaarlijke antibiotica als tigecycline zijn te behandelen. Moeten we niet een heel andere klasse medicijnen proberen te ontwikkelen?

Moleculair stekelvarken

Staphylococcus aureus is niet opgewassen tegen de nano-sloopkogeltjes. Bron: IBM

Staphylococcus aureus is niet opgewassen tegen de nano-sloopkogeltjes. Bron: IBM

Dit laatste is precies wat een groepje onderzoekers van IBM heeft gedaan. James Hedrick en zijn collega’s op het IBM lab van Almaden in San Jose, Californië, ontwikkelden iets dat je het beste kan vergelijken met een kogel op nanoniveau. Hedrick en zijn team gaan uit van een polymeermolecuul dat uit drie delen bestaat. In het centrum een hydrofiel gedeelte (dat water aantrekt) en aan beide uiteinden een hydrofoob (dus waterafstotend) molecuul. Wanneer deze polymeer opgelost wordt in water, ontstaan een soort bolletjes, omdat de sterke aantrekking tussen watermoleculen alle hydrofobe moleculen op een kluitje drijft.  Echter: het andere hydrofobe uiteinde zweeft nog steeds vrij rond. Wat ontstaat heeft nog het meeste weg van een moleculair stekelvarken dat als het ware op zoek is naar een vetrijke omgeving. De vrijzwevende hydrofobe uiteinden van de polymeren worden door de sterke aantrekkingskracht tussen de watermoleculen, een hydrofobe omgeving ingeperst.

Multiresistente grampositieve bacteriën maken geen schijn van kans
Dat is uiterst slecht nieuws voor bacteriën, vooral grampositieve bacteriën. Grampositieve bacteriën hebben namelijk een celwand die uit een vettig laagje bestaat. De nanodeeltjes boren zich in dit laagje en prikken zo de bacterie lek. De deeltjes trekken nog meer polymeren aan, waardoor het gat snel groeit. Uitgerekend grampositieve bacteriën geven de meeste problemen met antibiotica-resistentie. Een berucht voorbeeld van een grampositieve bacterie: de in ziekenhuizen zeer gevreesde MRSA. Gramnegatieve bacteriën hebben een dikke celwand en kunnen worden aangepakt met antibiotica die voorkomen dat de chemische stoffen die in deze celwand voorkomt, wordt aangemaakt. Daardoor kunnen deze bacteriën zich niet meer delen. Grampositieve bacteriën ontsprongen deze dans – tot nu toe.

Veilig voor gebruik in mensen?
Het probleem met deze techniek is dat ook menselijke cellen een vettig celmembraan hebben. Eerdere pogingen om op deze manier af te rekenen met grampositieve bacteriën strandden daarom, omdat ook menselijke cellen door de nanodeeltjes werden vernietigd. Experimenten in vitro, met losse menselijke bloedcellen en ook experimenten met levende muizen die werden geïnjecteerd met de nanodeeltjes, laten hier echter zien dat alleen de bacteriën het afleggen. De reden: de negatieve elektrische lading van menselijke cellen is veel sterker dan die van bacteriën. Hierdoor worden alleen de bacteriecellen doorboord. De muizen overleefden de behandeling en toonden ook geen ziekteverschijnselen.

Klinische proeven starten op redelijk korte termijn
IBM is geen farmaceutisch bedrijf, dus plant zelf niet de nanodeeltjes als medicijn op de markt te brengen. Wel wordt nu onderzoek gedaan naar methoden om de productie van de deeltjes op te schalen. Er is ongeveer twintig kilogram van het materiaal nodig voor klinische proeven op patiënten. Volgens de auteurs kunnen deze verbindingen voor weinig geld worden gemaakt [2]. Het jachtseizoen op killers als MRSA is dan definitief geopend. Voor een bacterie is het namelijk veel lastiger om hier tegen resistentie te ontwikkelen.

Bronnen:
1. New Type of Drug Kills Antibiotic-Resistant Bacteria, MIT Technology Review (2011)
2. F. Nederberg et al., Biodegradable nanostructures with selective lysis of microbial membranes, Nature Chemistry (2011)

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

1 reactie

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger