Nieuws

Antibiotica, vers van de bacterie

Arjen Dijkgraaf |
(Bio)procestechnologie, Genetica & Sequencing, Medicijnen & Farmacologie, Microbiologie

Bacteriën kunnen bruikbare hoeveelheden antibiotica produceren en het nog een tijdje overleven ook. In Nature Chemical Biology laten Delftse onderzoekers zien hoe je dat zou kunnen aanpakken.

Als proof of principle hebben Helena Shomar, Greg Bokinsky en collega’s een E. coli-stam genetisch verbouwd zodat hij (5R)-carbapen-2-em-3-carboxylzuur (afgekort Car) gaat produceren, een lid van de carbapenem-familie die weer deel uitmaakt van de β-lactamen. Carbapenems worden van nature aangemaakt door een paar bacteriegeslachten, met name Streptomyces, en verstoren bij de meeste andere bacteriën de synthese van de celwand. In de geneeskunde dienen ze vaak als laatste redmiddel wanneer andere antibiotica niet meer werken.

Probleem is alleen dat je Streptomyces wel in een fermentor kunt kweken maar dat de carbapenemproductie dan in de praktijk veel te laag is. En met genetische modificatie van dit bacteriegeslacht heeft nog niemand veel ervaring. E. coli daarentegen behoort tot de werkpaarden van de biotech-industrie, en modificatie van deze bacteriën is al haast routine. Maar zodra ze serieuze hoeveelheden carbapenems gaan aanmaken, kost het ze hun eigen celwand.

Bokinsky loste het op door eerst een complete set Car-productiegenen uit weer een andere bacterie, Pectobacterium carotovorum, in E. coli te monteren. Dat leverde in eerste instantie een Car-productie op die zo laag was dat de coli er tegen kon.

Met verdere ingrepen wist hij de productie met een factor 60 op te voeren en toen begonnen de celwanden natuurlijk wél op te spelen. Om daar zo weinig mogelijk last van te hebben stelden de Delftenaren ten eerste het metabolisme zó in dat de Car-productie pas op gang kwam tegen het einde van de exponentiële groeifase, dus op een moment dat het kweekje vrijwel het maximale aantal cellen bevatte. Ten tweede bouwde hij een systeem in dat op dat moment de aanmaak stopte van de fosfolipides, waaruit de celwand bestaat. De bacterie wordt dan ‘persisent’ en kan niet meer groeien, maar is ook niet meer gevoelig voor carbapenems die dat groeiproces verstoren. Het beperkt de resterende levensduur maar gedurende die tijd werkt de rest van haar metabolisme gewoon door, en dus ook de carbapenemproductie.

Die productie, tot nu toe maximaal 54 mg per liter kweekmedium, is hoger dan wat je met Streptomyces voor elkaar krijgt maar nog steeds niet hoog genoeg voor industriële doeleinden. Maar het onderliggende idee lijkt alleszins bruikbaar, en moet nog wel flink zijn te verbeteren.

Bijkomend voordeel is dat je met kleine wijzigingen álle carbapenems moet kunnen maken, waarvan er in de natuur ruim 40 bekend zijn. Zo zou je resistentie tegen één variant snel kunnen ondervangen door over te schakelen op een ander carbapenem.

bron: TU Delft

Deel deze pagina
Bestel nu GRATIS 2 proefnummers C2W

Bestel nu GRATIS 2 proefnummer C2W

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven