Dagelijks opinie, nieuws en achtergronden

Inloggen
naar overzicht
Wetenschap

Bioloog wil groepsgedrag bacteriën begrijpen. En beïnvloeden.

Plaats een reactie

Moleculair bioloog Bonnie Bassler doet fundamenteel onderzoek naar groepsgedrag van bacteriën. In de geneeskunde zou haar werk de basis kunnen vormen voor nieuwe antibiotica, desinfectantia en coatings. Dat laatste kan van pas komen bij stents, katheters en al die andere dingen die we het menselijk lichaam inbrengen.

Alena Soboleva
Alena Soboleva

Bonnie Bassler mag dan een wereldwijd bekende moleculair bioloog zijn die leidinggeeft aan haar eigen lab aan de Princeton University, toch geeft ze nog elke week een aerobicsles, om 6 uur ’s ochtends in de plaatselijke YMCA. Al 24 jaar, aan een vrij vaste groep bekenden inmiddels. Het begon uit noodzaak: ‘Het lidmaatschap was te duur, en als ik lesgaf, was het gratis. Zo’n groep verplicht je om elke keer op te komen dagen. Groepsgedrag! Dat is waar ik mijn hele leven mee bezig ben.’ In haar werk gaat het om groepsgedrag van bacteriën. Ze heeft pionierswerk verricht op het fenomeen dat quorum sensing wordt genoemd: het principe dat bacteriën pas een bepaald gedrag vertonen als zij met genoeg zijn. De Amerikaanse sprak 16 november De Anatomische Les uit, een medische publiekslezing georganiseerd door AMC, VUmc en de Volkskrant.

Malle organismes

Toen zij als 19-jarige aan het werk werd gezet op bacteriën, was ze daar bepaald niet blij mee: ‘De wetenschap heeft veel te danken aan bacteriën, we hebben eiwitten, DNA, RNA onderzocht in die kleine wezentjes. Omdat ze zo simpel zijn, en goed te bestuderen. Jullie Van Leeuwenhoek deed dat al 350 jaar geleden! We dachten dat we ze volledig doorgrond hadden, die malle, antisociale organismes. Terwijl er nog steeds heel veel mensen doodgaan door bacteriële infecties.’ Bassler kwam te werken aan quorum sensing (QS), het mechanisme dat een zeebioloog in de jaren zeventig begon te ontrafelen bij bacteriën die op een bepaald type octopus leefden. Deze Vibrio fischeri konden licht geven, maar deden dat alleen als ze met velen waren. Bassler: ‘De bacteriën scheiden een molecuul uit, en andere bacteriën herkennen dat. Voorbij een kritisch punt, als er genoeg signalen binnenkomen, vertoont de bacterie een bepaald gedrag.’ Bij V. fischeri is dat luminescentie, oplichten. Maar ditzelfde principe is inmiddels bij veel meer soorten bacteriën aangetoond. Ook bij belangrijke pathogenen voor mensen, zoals Stafylococcus aureus, bij Pseudomonas aeruginosa en Vibrio cholerae. QS kan een rol spelen bij bijvoorbeeld het vormen van biofilms en de afgifte van toxines. Wie QS kan verstoren, kan in theorie het verloop van infecties beïnvloeden.

‘En toen kwam het microbioom om de hoek kijken: we brachten het geheel aan bacteriën dat op en in ons leeft in kaart. Het werd steeds duidelijker dat we afhankelijk zijn van bacteriën, ze houden ons in leven, en ze spelen bij heel veel aandoeningen een rol. They are running the show! Het besef dat we met quorum sensing een mechanisme in beeld hebben waarmee we daarop kunnen ingrijpen, de goede bacteriën kunnen helpen, en de slechte bestrijden: dat was een renaissance voor het bacterieonderzoek. Gelukkig maar, want ik heb verder geen vaardigheden waarmee ik mijn geld kan verdienen. Met die 8 dollar per week die ik voor de aerobics krijg, betaal ik de huur niet!’ Haar onderzoek, dat eerder nog werd afgedaan als ‘negentiende-eeuws’, kreeg een duidelijke relevantie.

Een vuist maken

QS staat inmiddels in de leerboeken beschreven. Bassler spreekt vol vuur over het fenomeen, dat zij beschrijft als een manier waarop bacteriën met elkaar communiceren. Zo zouden zij als nietige schepseltjes gezamenlijk een vuist kunnen maken om te kunnen overleven. Juist die manier van spreken, met de nadruk op communicatie, roept discussie op. In 2002 schreef een andere microbiologe een kritisch artikel waarin ze inging tegen het idee dat bacteriën in groepen werken. De signaalmoleculen die ze afgaven, zouden heel andere functies hebben. Ook anderen vinden dat Bassler te veel nadruk legt op de communicatietheorie. Bassler wuift dit commentaar ietwat vermoeid weg: ‘Quorum sensing bestaat, dat staat buiten kijf. Het gaat voor een groot deel over hoe je dingen noemt. Als ik voor leken spreek, heb ik het over bacteriën die met elkaar praten, om het uit te leggen. Anderen vinden dat je beter kunt spreken van diffusion sensing: voelen hoe de dichtheid in de omgeving is. Weer anderen spreken van efficiency sensing, ik weet niet eens wat dat moet betekenen. Het maakt niet uit, het gaat om de data uiteindelijk. En die staan gewoon. We hebben moleculen gevonden die in een bepaalde concentratie het gedrag van bacteriën veranderen. We hebben andere moleculen gevonden die dat kunnen tegengaan. Dat kunnen we allemaal meten. Dus kritiek is niet erg. De data overleven uiteindelijk.’

Die data hebben nog niet geleid tot toepassingen die al in de praktijk worden gebracht. Bassler: ‘De helft van mijn lab is met het fundamentele werk bezig, de andere helft met het bedenken van toepassingen. Of eigenlijk zetten we alleen stappen die daarnaar kunnen leiden, ik ga zelf geen medicijn maken; dat kan ik niet.’ Bassler ziet mogelijkheden om QS zo te beïnvloeden dat het in het lichaam de schadelijkheid van ziekmakende bacteriën kan verminderen. ‘Dat is een heel ander werkingsmechanisme dan de antibiotica die er nu zijn. Dus overtuig farmaceuten maar eens dat dit een goede weg is. Nog afgezien van het feit dat het verdienmodel van antibiotica bepaald geen prikkel is om te investeren. Je schrijft ze kort voor, en overheden zullen het als laatste redmiddel willen bewaren.’ Met de ontwikkeling van coating met anti-quorum sensing-moleculen op het oppervlak, is mogelijk sneller resultaat te behalen. Voor invasieve medische hulpmiddelen, zoals katheters, stents en implantaten, zou dat het infectiegevaar kunnen verlagen.

Nieuwe horizon

Voorlopig is er op basaal vlak nog genoeg werk te doen. Bassler: ‘We hebben in eerste instantie gewerkt met monoculturen in compleet gecontroleerde omstandigheden in het lab. Maar bacteriën leven niet in een glazen fles, maar bijvoorbeeld in een biofilm, in onze darmen, met zeshonderd andere soorten in de buurt, in kronkelige structuren. Al die bacteriën geven signalen af, sommige heel specifiek voor de eigen soort, andere juist meer algemeen. Ik zou heel graag begrijpen hoe ze al die signalen kunnen ontcijferen, die informatie verwerken en vervolgens samenwerken.’ Degene die haar werk enigszins geringschattend negentiende-eeuws noemde, had overigens wel een beetje gelijk, zegt Bassler: ‘In die twintig jaar werk hebben we vier moleculen ontdekt. Vier! Zo weinig. De moleculen zijn de grote onbekende in het verhaal. We kunnen DNA en RNA heel snel in kaart brengen, maar voor moleculen is er niet zo’n methode. We kunnen zien wat de massa is, via massaspectometrie, we kunnen zien hoeveel koolstof- en waterstofatomen een molecuul bevat. Maar dan nog zijn er tachtig verschillende varianten mogelijk. Als iemand daar iets op kan verzinnen… wow! In onze darmen zitten 10 tot de 14de macht bacteriën. Die maken allemaal moleculen. Via die moleculen hebben ze invloed op onze gezondheid en ons gedrag, en op hoe we medicijnen verwerken. Die wetenschap is een heel nieuwe horizon.’ Sophie Broersen

Lees ook:

print dit artikel
Wetenschap antibiotica katheterisatie biologie stents infecties microbioom quorum sensing Bonnie Bassler
  • Sophie Broersen

    Journalist en arts niet-praktiserend Sophie Broersen schrijft over geneeskunde en zorg in de volle breedte: van wetenschap tot werkvloer, van arts-patiëntrelatie tot zorg over de grens. Samen met de juristen van de KNMG becommentarieert zij tuchtzaken.  

Dit artikel delen
Op dit artikel reageren inloggen

Reacties

  • Er zijn nog geen reacties
 

Cookies op Medisch Contact

Medisch Contact vraagt u om cookies te accepteren voor optimale werking van de site, kwaliteitsverbetering door geanonimiseerde analyse van het gebruik van de site en het tonen van relevante advertenties, video’s en andere multimediale inhoud. Meer informatie vindt u in onze privacy- en cookieverklaring.