Wetenschap
Antimicrobieel peptide van koeien toont potentieel voor de behandeling van hypervirulente bacteriën
Onderzoeker Renee Fleeman van de University of Central Florida College of Medicine is op een missie om resistente bacteriën te doden, en haar laatste onderzoek heeft een therapie geïdentificeerd die kan doordringen in het slijm dat dergelijke infecties gebruiken om zichzelf tegen antibiotica te beschermen.
In een studie gepubliceerd in Cell Reports Physical Science , toonde Fleeman aan dat een antimicrobieel peptide uit koeien potentieel heeft voor de behandeling van ongeneeslijke infecties door de bacterie Klebsiella pneumoniae.
De bacterie, die vaak in de darmen voorkomt, is meestal onschadelijk. Het wordt een gevaar voor de gezondheid wanneer het andere delen van het lichaam binnendringt en longontsteking, urineweg- en wondinfecties kan veroorzaken. Degenen die het grootste risico lopen, zijn onder meer senioren en patiënten met andere gezondheidsproblemen, zoals diabetes, kanker, nierfalen en leverziekte. Jongere volwassenen en mensen zonder aanvullende gezondheidsproblemen kunnen echter urineweg- en wondinfecties krijgen door bacteriën die niet kunnen worden behandeld met de antibiotica die tegenwoordig beschikbaar zijn.
De CDC meldt dat antibioticaresistente bacteriën een groeiende mondiale bedreiging voor de gezondheid vormen. Uit een onderzoek uit 2019 bleek dat dat jaar wereldwijd bijna 5 miljoen mensen stierven aan medicijnresistente infecties. Een groot deel van deze sterfgevallen is toe te schrijven aan K. pneumoniae, omdat er zonder antibioticatherapie een sterftecijfer van 50% bestaat.
Deze bacteriën zijn beter bestand tegen medicijnen als ze in een biofilm leven:micro-organismen die aan elkaar plakken en zijn ingebed in een beschermend slijm. Recente onderzoeken hebben aangetoond dat 60-80% van de infecties in verband worden gebracht met biofilms van bacteriën, waardoor de resistentie tegen geneesmiddelen toeneemt.
"Het is net een laagje dat bacteriën om zich heen leggen", zegt Fleeman.
Haar onderzoek onderzoekt manieren om de beschermende laag te verwijderen en de bacteriën bloot te leggen, zodat deze kunnen worden gedood door het immuunsysteem van het lichaam of door antibiotica die momenteel niet door de biofilm kunnen gaan. Door dat onderzoek ontdekte Fleeman hoe de door koeien gemaakte peptiden K. pneumoniae snel kunnen doden.
Ze stelde vast dat de peptiden interageren met suikerverbindingen die het slijm intact houden. Ze vergeleek het proces met het doorhakken van een hekwerk. Zodra meerdere ketens zijn doorgesneden, wordt de integriteit van de slijmstructuur beschadigd en kan het peptide de bacteriën binnendringen en vernietigen die niet langer worden beschermd.
"Ons onderzoek heeft aangetoond dat polyprolinepeptide binnen een uur na de behandeling kan doordringen en de slijmbarrière kan afbreken", zegt Fleeman.
Het peptide heeft nog een ander voordeel:zodra het de beschermende slijmbarrière doorbreekt, hebben tests aangetoond dat het de bacteriën beter doodt dan antibiotica die als laatste redmiddel worden gebruikt om ongeneeslijke infecties te behandelen. Peptiden doden de bacteriën door gaten in hun celmembraan te slaan, waardoor ze snel overlijden in vergelijking met andere antibiotica die de groei van binnenuit de cel remmen.
Het peptide zou ook kunnen worden gebruikt als plaatselijke behandeling voor een breed scala aan toepassingen, vooral voor het leger, om open wonden in het veld te behandelen. "Bacteriën delen zich elke 30 minuten, dus je moet snel handelen", zegt Fleeman.
De volgende fase van haar onderzoek zal proberen de biologie achter de werkzaamheid van het peptide te begrijpen en of combinaties van andere geneesmiddelen zouden kunnen helpen bij de toepassing ervan.
Fleeman zegt dat het onderzoek naar resistente infecties moet worden voortgezet omdat deze zo'n bedreiging vormen voor de gezondheid.
"Er wordt geschat dat antibioticaresistente bacteriële infecties in 2050 de voornaamste oorzaak van menselijke sterfgevallen zullen zijn", zegt ze.
"Ons werk is gericht op de voorbereiding op deze strijd in het post-antibioticatijdperk, waarin gewone antibiotica die we als vanzelfsprekend beschouwen niet langer effectief zullen zijn, waardoor kankertherapie, orgaantransplantaties en elke moderne medische vooruitgang die afhankelijk is van effectieve antibioticatherapieën in gevaar komen." /P>