Onderzoekers van het Universitair Ziekenhuis Frankfurt en de Goethe-universiteit Frankfurt hebben ontrafeld hoe bacteriën zich hechten aan gastheercellen en hebben daarmee de eerste stap gezet op weg naar de ontwikkeling van een nieuwe klasse antibiotica.

De hechting van bacteriën aan gastheercellen is altijd de eerste, beslissende stap in de ontwikkeling van infectieziekten. Het doel van deze adhesie door infectieuze pathogenen is om het gastheerorganisme (bijvoorbeeld het menselijk lichaam) te koloniseren en vervolgens een infectie te veroorzaken, die in het ergste geval fataal kan eindigen. Een nauwkeurig begrip van de hechting van bacteriën aan gastheercellen is de sleutel tot het vinden van therapeutische alternatieven die deze kritieke interactie in het vroegst mogelijke stadium van een infectie blokkeren.

Kritische interactie met het menselijke eiwit fibronectine

In samenwerking met andere onderzoekers hebben wetenschappers van het Universitair Ziekenhuis Frankfurt en de Goethe Universiteit Frankfurt nu het exacte bacteriële adhesiemechanisme uitgelegd met behulp van de humaan-pathogene bacterie Bartonella henselae. Deze ziekteverwekker veroorzaakt "kattenkrabziekte", een ziekte die van dieren op mensen wordt overgedragen. In een internationaal samenwerkingsproject onder leiding van de Frankfurtse onderzoeksgroep onder leiding van professor Volkhard Kempf, werd het bacteriële adhesiemechanisme ontcijferd met behulp van een combinatie van in-vitro adhesietests en high-throughput proteomics. Proteomics is de studie van alle eiwitten die aanwezig zijn in een cel of een complex organisme.

In hun studie gepubliceerd in Microbiology Spectrum werpen de wetenschappers licht op een belangrijk mechanisme:de bacteriële hechting aan de gastheercellen kan worden herleid tot de interactie van een bepaalde klasse van adhesinen - "trimere autotransporter-adhesinen" genoemd - met fibronectine, een eiwit dat vaak in menselijk weefsel wordt aangetroffen. Adhesinen zijn componenten op het oppervlak van bacteriën die ervoor zorgen dat de ziekteverwekker zich kan hechten aan de biologische structuren van de gastheer. Homologen van het hier als kritiek geïdentificeerde adhesine zijn ook aanwezig in veel andere menspathogene bacteriën, zoals de multiresistente Acinetobacter baumannii, die de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) heeft geclassificeerd als de topprioriteit voor onderzoek naar nieuwe antibiotica.

State-of-the-art eiwitanalyses werden gebruikt om de exacte punten van interactie tussen de eiwitten te visualiseren. Bovendien was het mogelijk om aan te tonen dat experimentele blokkering van deze processen bacteriële adhesie bijna volledig voorkomt. Therapeutische benaderingen die erop gericht zijn bacteriële adhesie op deze manier te voorkomen, kunnen een veelbelovend behandelingsalternatief zijn als een nieuwe klasse antibiotica (bekend als "anti-liganden") in het voortdurend groeiende domein van multiresistente bacteriën.