In een belangrijke doorbraak heeft een team van internationale onderzoekers, waaronder wetenschappers van het Max Delbrück Centrum voor Moleculaire Geneeskunde (MDC), ontdekt hoe onschadelijke darmbacteriën ziekteverwekkende ziekteverwekkers kunnen worden. De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, werpt licht op de mechanismen achter de transformatie van commensale bacteriën in schadelijke indringers, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor nieuwe therapeutische strategieën om infectieziekten te bestrijden.

Commensale bacteriën zijn de biljoenen micro-organismen die in het menselijk lichaam verblijven zonder enige schade aan te richten. In feite spelen ze een cruciale rol bij het behoud van de gezondheid door de spijsvertering te bevorderen, vitamines te synthetiseren en het immuunsysteem te onderwijzen. Onder bepaalde omstandigheden kunnen deze nuttige bacteriën echter veranderen in ziekteverwekkers, wat kan leiden tot infecties en ziekten.

Het onderzoeksteam concentreerde zich op een specifiek type darmbacteriën genaamd Enterobacteriaceae, waartoe gewone bewoners zoals Escherichia coli (E. coli) behoren. Deze bacteriën zijn doorgaans onschadelijk, maar kunnen levensbedreigende infecties veroorzaken bij personen met een verzwakt immuunsysteem of wanneer ze de darmbarrière doorbreken en andere delen van het lichaam binnendringen.

Met behulp van een combinatie van genetische en moleculaire technieken identificeerden de onderzoekers een belangrijke genetische schakelaar die de transformatie van Enterobacteriaceae regelt van onschadelijke commensale bacteriën in ziekteverwekkende pathogenen. Deze schakelaar wordt gereguleerd door een eiwit genaamd Fis, dat fungeert als een hoofdregulator van genexpressie.

Wanneer Fis in zijn actieve vorm is, houdt het de expressie van virulentiegenen onder controle, waardoor wordt voorkomen dat de bacterie ziekten veroorzaakt. Wanneer Fis echter wordt geïnactiveerd of de activiteit ervan wordt verminderd, komt de expressie van virulentiegenen vrij, wat leidt tot de productie van gifstoffen en andere factoren waardoor de bacteriën kunnen binnendringen en ziekten kunnen veroorzaken.

De onderzoekers ontdekten ook dat bepaalde omgevingsfactoren, zoals antibiotica, de activiteit van Fis kunnen beïnvloeden en de transformatie van commensale bacteriën in ziekteverwekkers kunnen bevorderen. Antibiotica kunnen het delicate evenwicht van de darmmicrobiota verstoren, waardoor schadelijke bacteriën zich kunnen vermenigvuldigen en mogelijk tot infecties kunnen leiden.

Deze ontdekking opent nieuwe wegen voor de ontwikkeling van therapeutische strategieën om infectieziekten te bestrijden. Door zich te richten op het Fis-eiwit of de genetische schakelaar die het controleert, kunnen wetenschappers mogelijk de transformatie van onschadelijke darmbacteriën in ziekteverwekkers voorkomen en het risico op infecties verminderen, vooral bij kwetsbare individuen.

De studie benadrukt het belang van het handhaven van een gezond evenwicht in de darmmicrobiota en de mogelijke gevolgen van het verstoren van dit evenwicht. Door de mechanismen te begrijpen die ten grondslag liggen aan de transformatie van commensale bacteriën in pathogenen, kunnen onderzoekers de weg vrijmaken voor effectievere therapeutische interventies en betere patiëntresultaten.