Persistentie is een fenomeen dat wordt vertoond door een kleine subpopulatie van bacteriële cellen binnen een grotere bacteriële populatie, waardoor ze een antibioticabehandeling kunnen overleven. Deze persistente cellen zijn niet genetisch resistent tegen antibiotica, maar kunnen gedurende langere perioden blootstelling aan antibiotica verdragen. Hier zijn verschillende mechanismen waarmee persistente bacteriën antibiotica kunnen vermijden:

1. Langzame groei of kiemrust:

- Sommige bacteriën kunnen in een toestand van langzame groei of rusttoestand terechtkomen als reactie op antibioticastress. In deze toestand hebben ze een verminderde metabolische activiteit, waardoor ze minder vatbaar zijn voor antibiotica die zich richten op actief groeiende cellen.

2. Effluxpompen:

- Bacteriën kunnen effluxpompen bezitten, dit zijn membraaneiwitten die antibiotica actief uit de cel transporteren. Deze pompen kunnen de intracellulaire antibioticaconcentraties verlagen, waardoor persistente cellen kunnen overleven.

3. Biofilmvorming:

- Biofilms zijn gemeenschappen van bacteriën die zich aan oppervlakken hechten en zijn ingekapseld in een beschermende matrix van extracellulair materiaal. Biofilms kunnen de penetratie van antibiotica beperken, waardoor het voor hen moeilijk wordt om persistente cellen te bereiken en te doden.

4. Nutriëntenbeperking:

- In omgevingen met weinig voedingsstoffen kunnen bacteriën een verminderde groeisnelheid en een veranderd metabolisme vertonen, waardoor ze minder vatbaar kunnen worden voor antibiotica.

5. Gewijzigde antibioticadoelen:

- Persistente cellen kunnen veranderde antibioticadoelwitten hebben, zoals gemodificeerde ribosomale eiwitten of penicillinebindende eiwitten, die de effectiviteit van antibiotica verminderen.

6. Toxine-antitoxinesystemen:

- Sommige bacteriën bezitten toxine-antitoxinesystemen, waarbij een toxine wordt geneutraliseerd door een antitoxine. Onder antibioticastress kan het antitoxine worden afgebroken, waardoor het toxine vrijkomt en tot celdood leidt. Persistente cellen kunnen echter een evenwicht bewaren tussen toxine en antitoxine, waardoor ze kunnen overleven.

7. Metabolische heterogeniteit:

- Bacteriële populaties kunnen metabolische heterogeniteit vertonen, waarbij subpopulaties verschillende metabolische profielen hebben. Persistente cellen kunnen verschillende metabolische routes hebben die hen in staat stellen een behandeling met antibiotica te overleven.

Het begrijpen van de mechanismen van persistentie is cruciaal voor het ontwikkelen van strategieën om persistente bacteriële infecties te bestrijden. Nieuwe benaderingen die zich richten op persistente cellen of de vorming ervan voorkomen, zijn nodig om de werkzaamheid van antibiotica te verbeteren en antibioticaresistentie te overwinnen.