Wetenschappers ontdekken DNA-diefstal van bacteriën

Hoe bacteriën concurrenten doden om hun weerstand te krijgen

Roofzuchtige bacteriën - klinkt als een duister sci-fi-scenario, maar een studie van het Biozentrum aan de Universiteit van Basel documenteerde dat dit gedrag echt is in bacteriën. Het onderzoeksteam onder leiding van professor Marek Basler laat in het onderzoek zien dat bacteriën niet alleen antibioticaresistentie zelf ontwikkelen, maar het ook met behulp van gif van andere bacteriën stelen. De resultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift "Cell Reports".

De onderzoekers konden documenteren hoe sommige bacteriën hun concurrenten injecteerden met een gifcocktail, waardoor ze barstten. De aanvallers namen vervolgens het beschikbare genetische materiaal op. Zo kunnen bacteriën weerstand verzamelen zonder zichzelf te hebben opgeleid, de universiteit van Basel in een persbericht. De winnaar van de bacteriële aanval kan zich dan ongestoord vermenigvuldigen. Dit mechanisme is met name problematisch in ziekenhuizen, waar talrijke kiemen worden gebruikt en verschillende antibiotica worden gebruikt, waartegen frequentere resistentie ontstaat..

Multi-drug resistente bacteriën kunnen een dodelijk gevaar worden

Als dergelijke multiresistente bacteriën zich ongestoord vermenigvuldigen, kunnen ze een dodelijk gevaar voor patiënten vormen, aangezien er geen antibioticum meer optreedt. Volgens de onderzoekers van de Universiteit van Basel is deze ontwikkeling soms het gevolg van frequent en vaak onvoorzichtig gebruik van antibiotica. Het onnodige gebruik van antibiotica draagt ​​bij aan het vergroten van de verspreiding van resistentie.

De Irak-kiem als een voorbeeld van multiresistentie

De bacterie Acinetobacter baumannii is een typische ziekenhuiskiem. In de oorlog in Irak zorgden multiresistente bacteriën van dit type voor moeilijk te behandelen wondinfecties bij Amerikaanse soldaten. Daarom wordt deze bacterie in het algemeen aangeduid als "Irak-kiem". Het modelorganisme van de studie was Acinetobacter baylyi, een naaste verwant van de Iraakse kiem. Professor Marek Basler's team identificeerde in de studie vijf gifproteïnen, zogenaamde effectoren, die anders werken. "Sommige van deze giftige eiwitten doden de vijand heel effectief, maar ze vernietigen de cel niet", legt Basler uit. Andere toxische eiwitten zouden de celomhulling slechts zo slecht beschadigen dat de aangevallen bacterie het begeeft en genetisch materiaal uitzendt.

Wat gebeurt er na de vergiftiging??

Volgens de studie maakt de aanvaller DNA-fragmenten vrij die zijn vrijgegeven na een succesvolle aanval. Als er genen op de fragmenten zitten die verantwoordelijk zijn voor een bepaalde weerstand, zal de nieuwe eigenaar ook resistent worden. Dientengevolge is een antibioticum waartegen resistentie is ontwikkeld niet langer effectief en kan de kiem zich grotendeels ongestoord vermenigvuldigen.

Multiresistenzen ook met infectieuze agentia

"Een reeks verschillende effectoren kan ook worden gevonden in andere infectieuze agentia, zoals de veroorzaker van longontsteking of de cholera-ziekteverwekker," zegt Basler. Niet alle giftige eiwitten zouden echter even goed werken, aangezien veel bacteriën tegengif hebben ontwikkeld of verkregen, zogenaamde immuniteitseiwitten. De immunoproteïnen van de vijf effectoren gedocumenteerd in het onderzoek konden ook worden geïdentificeerd. Voor de aanvallers is het logisch om niet slechts één gifproteïne te produceren, maar ook een cocktail van verschillende gifstoffen met verschillende werkingsmechanismen. "Dit verhoogt de kans dat de tegenstander met succes kan worden geëlimineerd en in sommige gevallen, door het oplossen van de cel, komt ook zijn DNA beschikbaar", legt Basler uit. (Fp)