Adhesines: moleculaire enterhaken van bacteriën

Onderzoeker:  Han Remaut (Vrije Universiteit Brussel)

 

​Han Remaut onderzoekt de moleculaire enterhaken van Helicobacter pylori, de bacterie die maagzweren en –tumoren veroorzaakt. Die entert, als eerste actie bij een infectie, de cellen van de gastheer via molecules die adhesines worden genoemd. Door de werking van die enterhaken te doorgronden, hopen Han Remaut en zijn team de basis te leggen voor de ontwikkeling van nieuwe antibiotica. De tijd tikt, want met de bestaande antibiotica is de bacterie hoe langer hoe minder te bestrijden. 

 


Helicobacter pylori is een taaie gast

Het is één van de meest onbewoonbare plekken op aarde. Het is er donker. De omgeving bestaat uit een brij van zoutzuur en agressieve enzymen. Lang werd gedacht dat daar, in de menselijke maag, geen enkel wezen zou kunnen overleven. Dat blijkt niet te kloppen. Op zijn minst één bacterie, Helicobacter pylori voelt zich er bijzonder goed thuis. Al eeuwenlang leeft hij samen met de mens – meer dan 58.000 jaar volgens een laatste schatting. In ontwikkelingslanden komt de bacterie voor in de maag van 90% van de mensen, in geïndustrialiseerde landen met doorgedreven hygiëne is dat heel wat minder: ongeveer 10%. Nog geen eeuw geleden kwam hij bij quasi iedereen voor.

Meestal veroorzaakt H. pylori geen problemen en leeft hij in harmonie met zijn gastheer. Meer nog, recent onderzoek wijst er op dat H. pylori  ook bescherming biedt. Kinderen die de bacterie met zich meedragen, blijken veel minder kans te lopen op astma, hooikoorts en eczema.

Maar  soms loopt het fout. Bij 1 op 6 dragers veroorzaakt de bacterie een maagzweer. Bij 3 op 100 ligt de bacterie aan de basis van maagkanker. Voor de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) is dat voldoende reden om de bacterie te klasseren als één van de belangrijkste oorzaken van kanker. De bestrijding van de ziekmakende stammen van H. pylori is dan ook een topprioriteit.
 

De bacterie legt een ziekmakende verbinding met de gastheer

 

Han Remaut onderzoekt hoe de bacteriën verbinding leggen met de weefsels in het lichaam van de gastheer (bijvoorbeeld de maagwand). Dat blijkt te verlopen via speciale moleculen, ook wel adhesines genoemd.

Sommige van die adhesines stellen de bacteriën in staat zich vast te haken aan bepaalde cellen van de gastheer. Zo herkent de bacterie zijn thuis en zorgt ze ervoor niet te worden weggespoeld. Andere adhesines laten dan weer toe dat de bacteriën gifstoffen injecteren, om zo de gastheer rechtstreeks aan te vallen en naar hun hand te zetten. Dit leidt tot ontstekingen en schade aan het maagweefsel. Blijft de ontsteking lang duren, dan kan dat leiden tot  een maagzweer of tumor.

De strategie van Remaut bestaat erin om de werking van deze adhesines te ontrafelen. Hoe haken ze zich vast? Hoe maken de bacteriën ze aan? Welke reacties brengen ze teweeg bij de gastheer? De onderzoekers proberen tot in de kleinste details de structuur van de adhesines te ontrafelen. Ze gebruiken daarvoor methoden van de structuurbiologie, zoals X-straal-diffractie van eiwitkristallen en NMR-analyse van de adhesines in oplossing.

Die kennis wil hij gebruiken voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen. Bepaalde adhesines worden enkel geproduceerd door schadelijke stammen. Geneesmiddelen specifiek gericht op het blokkeren van de werking van die adhesines, zouden de onschadelijke stammen van H. pylori  ongemoeid laten.

Maar de klok tikt. De huidige generatie antibiotica is steeds minder effectief in het bestrijden van de bacteriën. Bij zowat alle patiënten met een Helicobacter-infectie komt resistentie tegen de bestaande antibiotica voor. Nieuwe geneesmiddelen zijn dus dringend nodig om de bestrijding van Helicobacter in de toekomst te kunnen garanderen.
 

Overig onderzoek

Het team van Remaut gebruikt ook dezelfde structuurbiologische technieken voor het onderzoek naar de bepaalde ontstekingen van de urinewegen en de vorming van biofilms (curli-eiwitten) bij E. coli en Salmonella-infecties.