Revolutionair onderzoek: zo verslaan we gevaarlijke biofilms!

Revolutionair onderzoek: zo verslaan we gevaarlijke biofilms!

Een recent rapport van de Heinrich Heine Universiteit Düsseldorf (HHU) laat zien hoe bacteriën in de vorm van biofilms een ernstige bedreiging voor de gezondheid kunnen vormen. Deze biofilms, die verzamelingen bacteriën en micro-organismen bevatten, zijn niet alleen veerkrachtig, maar kunnen ook herbergen wat hen tot potentiële ziektevectoren maakt. Bijzonder alarmerend is de bacterie Pseudomonas aeruginosa, die verantwoordelijk is voor verschillende infecties, waaronder longontsteking, urineweginfecties en meningitis, en wordt beschouwd als een belangrijke ziekteverwekker in ziekenhuizen. HHU meldt dat....

In een uitgebreid onderzoeksproject onderzochten scheikundigen van HHU, in samenwerking met collega's uit München en Groningen, de export van het polysacharide “Pel”, dat cruciaal is voor de biofilmvorming van P. aeruginosa. Deze resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications. Het PelBC-exportcomplex, een essentiële structuur, is de laatste stap binnen de bacteriecel voordat Pel wordt vrijgegeven om de biofilmmatrix te vormen. Met behulp van cryo-elektronenmicroscopie werd de voorheen onbekende structuur en dynamiek van deze machine geanalyseerd.

De rol van polysachariden

Pseudomonas aeruginosa produceert ten minste drie verschillende extracellulaire polysachariden, waaronder Pel, Psl en alginaat, die allemaal belangrijk zijn voor de ontwikkeling van biofilms. Een onderzoek toont aan dat niet-mucoïde varianten Pel of Psl als het primaire structurele polysacharide kunnen gebruiken. Mutatieanalyses wezen uit dat Psl cruciaal is voor oppervlaktehechting bij de meeste isolaten, terwijl Pel aanzienlijk belangrijk wordt in latere stadia van biofilmvorming. {' PMC meldt dat... ‘}

De onderzoekers classificeerden de bacteriestammen in vier groepen op basis van hun functionele en expressieprofielen van Pel en Psl. Deze classificatie werd gebruikt om te begrijpen hoe verschillende stammen de vorming van biofilms kunnen handhaven ondanks mutaties in de exopolysacharidegenen. Uit onderzoek blijkt met name dat overmatige productie van Pel en Psl een overlevingsstrategie zou kunnen zijn in veranderende omgevingen.

De gevaren van biofilms

Biofilms vormen een enorme uitdaging voor therapeutische interventies. Door hun structuur zijn ze aanzienlijk beter bestand tegen antimicrobiële middelen in vergelijking met planktoncellen. Dit leidt vaak tot chronische infecties en therapeutische middelen die falen. De morbiditeits- en mortaliteitscijfers bij met Pseudomonas geïnfecteerde patiënten variëren tussen 20 en 60%, vooral voor multiresistente stammen. Risicofactoren voor dergelijke infecties zijn onder meer structurele longziekte, hematologische neoplasmata en recent antibioticagebruik.

Toekomstig onderzoek moet niet alleen meer licht werpen op de mechanismen van het Pel-expresscomplex, maar ook op de interactie tussen Pel en andere eiwitcomplexen die betrokken zijn bij de synthese van Pel. Strategieën om op biofilms gebaseerde infecties te bestrijden, zoals remming van quorum-sensingsystemen en de ontwikkeling van nieuwe antimicrobiële peptiden, zijn ook het doelwit van lopende onderzoeken. PMC benadrukt dat…