Christoph Burgstedt / Shutterstock
Hoewel ons immuunsysteem en antibiotica ons allebei uitstekend helpen bij het bestrijden van levensbedreigende infecties, is de opkomst van resistentie tegen antibiotica maakt het snel moeilijker om veelvoorkomende infecties te genezen die ooit gemakkelijk te behandelen waren. Antibioticaresistentie treedt op wanneer bacteriën evolueren en de behandelingen overleven die bedoeld zijn om ze te elimineren - en deze resistentie vervolgens reproduceren of doorgeven aan andere bacteriën.
Er wordt momenteel volop onderzoek gedaan naar manieren om de verspreiding van antibioticaresistentie te voorkomen. Maar er zijn nog veel vragen waar onderzoekers geen antwoord op hebben. Een van die vragen is weten hoe weerstand in realtime in een persoon evolueert. Als we weten wat er in het lichaam gebeurt tijdens een infectie, kunnen we betere behandelingen voor antibioticaresistentie ontwikkelen.
In onze recent gepubliceerde studieonderzochten we de bacteriepopulatie in de longen van een intensive care-patiënt die een longinfectie had veroorzaakt door een veelvoorkomend type bacterie, Pseudomonas aeruginosa. We konden in realtime observeren hoe zowel de snelle evolutie van antibioticaresistente bacteriën als de werking van het immuunsysteem belangrijk waren bij het bepalen van de uitkomst van de infectie van de patiënt.
We hebben een aantal technieken en experimenten gebruikt die de bacteriegroei en eventuele veranderingen in antibioticaresistentie tijdens de infectie hebben gemeten. We hebben deze experimenten gecombineerd met technieken voor het bepalen van de genoomsequentie om veranderingen in de bacteriële genetische code te identificeren. Dit vertelde ons hoe de bacterie evolueert en of het antibioticaresistentie ontwikkelt.
We hebben ook het aantal immuunsysteemmoleculen in de longen gemeten waarvan bekend was dat ze er tegen vechten Pseudomonas aeruginosa. Monsters van de longen werden om de paar dagen geanalyseerd, waardoor we de veranderingen die plaatsvonden in hoge resolutie konden vastleggen. Dit onthulde in ongekend detail hoe het immuunsysteem een rol speelde bij het onderdrukken van de antibioticaresistente bacteriën die zich ontwikkelden.
We ontdekten dat de bacteriën in de longen zeer resistent werden tegen een van de antibiotica die werden gebruikt om ze te elimineren. Deze bacteriën ontwikkelden resistentie door componenten van hun celwand (de buitenste laag rondom de cel) te muteren en te modificeren. Sommige bacteriën bleken zelfs een toegangspunt in de celwand te hebben gewijzigd dat door antibiotica wordt gebruikt om ze te vernietigen. Anderen bleken een structureel element van deze laag te hebben gewijzigd.
Hoewel het wijzigen van het ingangspunt de antibioticaresistentie enorm verhoogde, maakte het de bacteriën ook minder fit. Hierdoor groeiden ze daardoor langzamer. Deze zeer resistente bacteriën verdwenen snel uit de populatie na het einde van de antibioticabehandeling, en werden vervangen door fitte en sneller groeiende familieleden.
Maar de bacteriën die alleen een structureel element van hun celwand veranderden, hadden een verhoogde antibioticaresistentie - zonder dat dit hun overleving ten koste ging. Ze konden zelfs sneller groeien. Als deze bacteriën aan een andere persoon zouden worden doorgegeven, zouden ze infecties kunnen veroorzaken die moeilijker te behandelen zijn met antibiotica. Deze bacteriën bleven in de longen - zelfs nadat hun minder fitte familieleden waren vervangen.
Het immuunsysteem
Hier was het immuunsysteem echt belangrijk.
Voordat de persoon met antibiotica werd behandeld, ontdekten we dat de populatie bacteriën die de infectie veroorzaakte, al begon af te nemen. Dit toonde ons dat het immuunsysteem zijn werk deed. Dit maakte de antibiotica ook succesvoller, omdat ze beter werken bij het richten op kleine bacteriepopulaties.
De bacteriële infectie kwam echter weer terug ongeveer 11 dagen nadat deze voor het laatst was ontdekt - en met antibioticaresistente mutanten. De eerste keer werkte het immuunsysteem samen met de antibiotica. Deze keer werden geen nieuwe antibiotica toegediend en uit ons onderzoek bleek dat het immuunsysteem de infectie op eigen kracht kon bestrijden.
Cruciaal was dat dit onthulde dat natuurlijke immuniteit in staat was om de populatie van antibioticaresistentiebacteriën die na de eerste antibioticakuur ontstond, uit te roeien.
We kunnen er niet 100% zeker van zijn of de gemuteerde bacteriën wel of niet zijn doorgegeven aan andere mensen, maar hoe minder tijd de bacteriën op een hoog niveau in de longen zitten, hoe kleiner de kans dat ze worden doorgegeven. Dergelijke infecties kunnen worden overgedragen via een patiënt die hoest en de bacteriën uit de longen verdrijft, enzovoort.
Onze bevindingen suggereren dat natuurlijke immuniteit resistentie tijdens infectie kan onderdrukken en de overdracht van resistente stammen tussen patiënten kan beperken. Het benutten van deze link zou ons in de toekomst kunnen helpen nieuwe therapieën te ontwikkelen om te gebruiken tegen schadelijke bacteriën - en kan ons helpen de verspreiding van antibioticaresistente bacteriën beter te voorkomen.
Over de Auteurs
Rachel Wheatley, Postdoctoraal onderzoeker in bacteriële evolutie, Universiteit van Oxford en Julio Díaz Caballero, Postdoctoraal onderzoeker in microbiële genomica, Universiteit van Oxford
Related Books:
Het lichaam houdt de score bij: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
door Bessel van der Kolk
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen trauma en fysieke en mentale gezondheid en biedt inzichten en strategieën voor genezing en herstel.
Klik voor meer info of om te bestellen
Adem: de nieuwe wetenschap van een verloren kunst
door James Nestor
Dit boek verkent de wetenschap en praktijk van ademhalen en biedt inzichten en technieken voor het verbeteren van de fysieke en mentale gezondheid.
Klik voor meer info of om te bestellen
De plantenparadox: de verborgen gevaren van 'gezond' voedsel dat ziekten en gewichtstoename veroorzaakt
door Steven R. Gundry
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen voeding, gezondheid en ziekte en biedt inzichten en strategieën om de algehele gezondheid en het welzijn te verbeteren.
Klik voor meer info of om te bestellen
De immuniteitscode: het nieuwe paradigma voor echte gezondheid en radicale antiveroudering
door Joël Greene
Dit boek biedt een nieuw perspectief op gezondheid en immuniteit, gebaseerd op principes van epigenetica en biedt inzichten en strategieën voor het optimaliseren van gezondheid en veroudering.
Klik voor meer info of om te bestellen
De complete gids voor vasten: genees uw lichaam door middel van intermitterend, afwisselende dagen en langdurig vasten
door dr. Jason Fung en Jimmy Moore
Dit boek onderzoekt de wetenschap en praktijk van vasten en biedt inzichten en strategieën voor het verbeteren van de algehele gezondheid en welzijn.
Klik voor meer info of om te bestellen
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
