Antibioticaresistentie is een wereldwijd probleem in die mate dat er een groot risico bestaat dat er binnenkort veel voorkomende infecties zullen ontstaan onbehandelbaar​ Ondertussen ontwikkelden zich vaccins bijna een eeuw geleden beschermen ons nog steeds tegen dodelijke ziekten. Wat zou dit verschil kunnen verklaren?

Bacteriën hebben resistentie ontwikkeld tegen elk antibioticum dat ooit is ontwikkeld​ Soms gebeurde dit al heel snel nadat een antibioticum voor het eerst werd geïntroduceerd. Het koste slechts zes jaar omdat resistentie tegen penicilline, het eerste antibioticum, wijdverspreid werd in Britse ziekenhuizen.

Maar resistentie tegen vaccins heeft alleen gebeurde zelden​ En vaccins hebben ons geholpen om pokken uit te roeien en hopelijk binnenkort ook polio. Een eerdere studie stelde twee overtuigende argumenten voor om dit fenomeen te verklaren, door cruciale verschillen tussen de mechanismen van geneesmiddelen en vaccins te benadrukken.

Maar laten we eerst uitleggen wat we bedoelen met weerstand en hoe het ontstaat. Tijdens een infectie vermenigvuldigen virussen en bacteriën zich snel. Daarbij kopiëren ze hun genetisch materiaal miljoenen keren. Terwijl ze dit doen, gebeuren er vaak fouten, waarbij elke fout hun genomen enigszins verandert. Deze fouten worden mutaties genoemd.

Mutaties hebben vaak weinig tot geen effect of zijn zeer schadelijk voor de effectiviteit van het virus. Maar soms - zeer zelden - kunnen ziekteverwekkers geluk hebben en kan een mutatie voorkomen dat een antibioticum een ​​cel binnendringt of de plaats verandert waar een medicijn of een antilichaam zich zou binden, waardoor ze niet meer werken. We noemen dit "resistentie" of "ontsnapping" -mutaties.

Eerste verschil: aantal doelen

Vaccins werken door een onschadelijk deel van een ziekteverwekker, een antigeen genaamd, in het lichaam te introduceren. Ze trainen ons immuunsysteem om Y-vormige eiwitten of antilichamen te produceren die specifiek aan hen binden. Ze stimuleren ook de productie van specifieke witte bloedcellen, T-cellen genaamd, die geïnfecteerde cellen kunnen vernietigen en helpen bij de productie van antilichamen.

Door zich aan antigenen te binden, kunnen antilichamen helpen pathogenen te vernietigen of te voorkomen dat ze cellen binnendringen. Ook creëert ons immuunsysteem niet alleen een enkel antilichaam, maar tot honderden verschillende antilichamen - of epitopen - die elk gericht zijn op verschillende delen van het antigeen.

Ter vergelijking: geneesmiddelen, zoals antibiotica of antivirale middelen, zijn meestal kleine moleculen die een specifiek enzym of eiwit remmen, zonder welke een ziekteverwekker niet kan overleven of repliceren. Dientengevolge vereist geneesmiddelresistentie meestal slechts één enkele site. Aan de andere kant, hoewel niet onmogelijk, is de kans dat ontsnappingsmutaties evolueren voor alle of zelfs de meeste epitopen waarop antilichamen gericht zijn, voor de meeste vaccins voor de meeste vaccins aan het verdwijnen.

 Hoewel antibiotica meestal maar één doelwit hebben, creëren vaccins meerdere antilichamen die binden aan een ander deel van een antigeen, waardoor de evolutie van resistentie moeilijker wordt. Celia Souque

Met medicijnen kan het verminderen van de kans op resistentie op dezelfde manier worden bereikt door er meerdere tegelijk te gebruiken - een strategie die combinatietherapie wordt genoemd - die wordt gebruikt om hiv en tuberculose te behandelen. Je zou kunnen denken aan de werking van de antistoffen in je lichaam als een enorm complexe combinatietherapie, met honderden enigszins verschillende medicijnen, waardoor de kans op het ontwikkelen van resistentie wordt verkleind.

Tweede verschil: aantal ziekteverwekkers

Een ander belangrijk verschil tussen antibiotica en vaccins is wanneer ze worden gebruikt en hoeveel ziekteverwekkers er in de buurt zijn. Antibiotica worden gebruikt om een ​​reeds bestaande infectie te behandelen wanneer er al miljoenen ziekteverwekkers in het lichaam aanwezig zijn. Maar vaccins worden gebruikt als preventie. De antilichamen die ze maken, kunnen werken aan het begin van een infectie wanneer het aantal pathogenen laag is. Dit heeft belangrijke consequenties, want verzet is een getallenspel. Een resistentiemutatie is onwaarschijnlijk tijdens de replicatie van enkele pathogenen, maar de kans neemt toe naarmate er meer pathogenen aanwezig zijn.

 Hoe meer ziekteverwekkers er tijdens een infectie aanwezig zijn, hoe groter de kans dat er een resistentiemutatie optreedt. Celia Souque

Dit betekent niet dat resistentie tegen vaccins nooit evolueert: een goed voorbeeld is griep. Dankzij de hoge mutatiesnelheid kan het griepvirus snel genoeg mutaties ophopen dat antilichamen het mogelijk niet meer herkennen - een proces dat "Antigene drift"​ Dit verklaart gedeeltelijk waarom het griepvaccin elk jaar moet worden vervangen.

Wat zegt dit ons over vaccins tegen SARS-CoV-2? Moeten we ons zorgen maken dat de nieuwe vaccins hun werkzaamheid verliezen? Gelukkig het nieuwe coronavirus heeft een proefleesmechanisme dat vermindert de fouten die het maakt bij het repliceren van zijn genoom, en betekent dat mutaties optreden veel minder vaak dan bij griepvirussen.

Ook is bevestigd dat zowel de Oxford / AstraZeneca en Pfizer / BioNTech vaccins kunnen de binding van antilichamen aan meerdere epitopen effectief stimuleren, wat de evolutie van resistentie zou moeten vertragen.

Maar we moeten nog steeds voorzichtig zijn. Zoals eerder vermeld, zijn cijfers van belang als het gaat om weerstand. Hoe meer virussen er zijn - zoals bij een snelgroeiende pandemie - hoe groter de kans dat iemand de jackpot wint en mutaties ontwikkelt die een aanzienlijke impact hebben op de werkzaamheid van het vaccin. Als dat het geval is, kan een nieuwe versie van het vaccin nodig zijn om antilichamen tegen deze gemuteerde virussen te maken. Dit is ook de reden waarom het proberen om het aantal besmettingen laag te houden door middel van preventie en contactopsporing essentieel is om vaccins zo lang mogelijk te laten werken.

Over de auteur

Celia Souque, Postdoctoraal Onderzoeker, Microbiologie, Universiteit van Oxford en Louis du Plessis, Postdoctoraal Onderzoeksmedewerker, Universiteit van Oxford

books_health

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.