Een alternatief voor antibiotica bij de behandeling van urineweginfecties

Onderzoekers hebben een nieuwe manier gemeld om urineweginfecties (UTI's) bij muizen te behandelen zonder antibiotica te gebruiken

A Urineweginfectie (UTI) is een infectie in een deel van het urinestelsel – niertjesurineleiders, blazen of urethra. De meeste van dergelijke infecties aanvallen en beïnvloeden de lagere urinewegen, dat wil zeggen de blaas en urethra. UTI's worden veroorzaakt door micro-organismen, meestal bacteriën die in de darmen leven en zich vervolgens naar de urinewegen verspreiden. Het is het meest voorkomende en terugkerende type bacteriële infectie en een persoon van elke leeftijd of geslacht kan een urineweginfectie ontwikkelen. Er wordt geschat dat jaarlijks bijna 100 miljoen mensen een urineweginfectie krijgen en bijna 80 procent van de urineweginfecties wordt veroorzaakt door de bacteriën Escherichia coli (E. Coli). Deze bacteriën leven ongevaarlijk in de darm, maar kunnen zich verspreiden naar de opening van de urinewegen en tot aan de blaas, waar ze problemen kunnen veroorzaken. UTI's zijn terugkerend van aard omdat bacteriële populaties uit de darm de urinewegen voortdurend vullen met ziekteverwekkende bacteriën. De symptomen zijn onder meer een pijnlijk en branderig gevoel bij het plassen en deze bacteriën kunnen ook naar de nieren reizen en pijn en koorts veroorzaken en ze kunnen zelfs de bloedbaan bereiken. Dergelijke bacteriële infecties worden behandeld met orale geneesmiddelen die antibiotica worden genoemd. Helaas hebben artsen bijna geen orale antibiotica meer om dergelijke infecties te behandelen, voornamelijk omdat de bacteriën die ze veroorzaken elke dag meer en meer resistent worden tegen deze antibiotica en dus de meeste antibiotica die tegenwoordig in de apotheek verkrijgbaar zijn, niet meer werken. Antibioticum resistentie neemt wereldwijd toe en een voorbeeld dat duidelijk laat zien waar we hebben gefaald, is de toename van resistente stammen van de bacterie E. Coli, aangezien deze verantwoordelijk is voor het veroorzaken van de meeste urineweginfecties. In dergelijke gevallen, wanneer de infectie optreedt, wordt deze bij de eerste behandeling met antibiotica behandeld, maar wanneer deze keer op keer optreedt, reageert 10 tot 20 procent van de gevallen niet op het antibioticum dat eerder werd gebruikt. Om terugkerende urineweginfecties te behandelen, hebben artsen geen andere keuze dan ofwel oudere, minder effectieve antibiotica voor te schrijven of ze moeten het geneesmiddel in het bloed injecteren omdat een orale dosis die via de mond wordt ingenomen niet meer werkt.

Alternatief medicijn voor UTI's

A nieuwe studie uitgevoerd door onderzoekers van de Washington University School of Medicine in St. Louis, VS, toont een nieuwe manier om urineweginfecties te behandelen zonder antibiotica te gebruiken. Het belangrijkste doel is om te voorkomen dat bacteriën zich aan de urinewegen hechten of zich eraan hechten en zo de urinewegen te behandelen infectie waardoor deze aanpak een geheel nieuwe manier wordt om het probleem van urineweginfecties en antibioticaresistentie aan te pakken, door een alternatief te bieden voor onze afhankelijkheid van antibiotica. Bij het veroorzaken van een UTI, bacteriën E coli.Hecht zich eerst vast aan de suikers op het oppervlak van de urineblaas met behulp van lange, haarachtige structuren die pili worden genoemd. Deze pili zijn als een 'klittenband' waardoor bacteriën zich aan de weefsels kunnen hechten en zo kunnen gedijen en infecties kunnen veroorzaken. De bacteriën pili zijn daarom erg belangrijk en de suiker waarmee ze verbonden zijn, is echter van verschillende soorten E coli. Er wordt gezien dat het de voorkeur geeft aan een bepaalde suiker, mannose genaamd. Onderzoekers creëerden een chemisch gemodificeerde versie van mannose, mannoside genaamd. Toen ze deze mannosiden vrijgaven, grepen de bacteriën via de pili de mannosiden-moleculen vast en werden ze weggevaagd omdat deze mannosiden vrij stromende moleculen waren, en uiteindelijk werden ze weggespoeld met urine. De suikergalactose hecht zich aan adhesieve eiwitten aan het uiteinde van de pili van de bacterie. Op dezelfde manier maakten onderzoekers galactoside tegen deze galactose en nadat ze galactoside tegen galactose hadden gezet, hechtten de bacteriën zich aan galactoside in plaats van aan de urinewegen verankerde galactose. De bacteriën werd bedrogen! Om de betekenis van galactoside eens te testen E coli. werd geïnjecteerd in muizen, werd galactoside of een placebo geïnjecteerd. Het bleek dat het aantal bacteriën in de blaas en de nieren aanzienlijk daalde. Deze beide behandelingen samen hadden de meeste impact, waarbij bacteriën in de blaas veelvoudig daalden en in de nieren waren ze bijna uitgeroeid.

Deze twee verschillende remmers hebben een synergetisch therapeutisch effect omdat beide processen betrokken zijn bij het hechtingsproces tijdens de infectie. De bacteriële pili die aan mannose hecht, speelt een belangrijke rol in de urineblaas, terwijl de galactose-bindende pili belangrijker zijn in de nieren. Als u de bacteriën niet aan deze suikers laat vastklampen, kunt u infecties in blaas en nieren helpen bestrijden. Deze studie, gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Science of the USA is bemoedigend en suggereert een nieuwe 'lokmiddel'-molecuulbenadering om bacteriën te misleiden en ze uit het systeem te spoelen. De pilus die in deze studie als doelwit is gebruikt, wordt aangetroffen in de meeste stammen van E coli.en ook in andere bacteriën. Theoretisch gesproken zou behandeling met mannoside veel andere bacteriën kunnen wegspoelen, net zoals een antilichaam extra bacteriën samen met het doelwit doodt. Maar dit kan onbalans veroorzaken en leiden tot groei van schadelijke bacteriën en vernietiging van goede bacteriën. Om de gebeurtenissen te begrijpen, maten de onderzoekers de samenstelling van het darmmicrobioom na deze mannosidebehandeling. Het had een minimaal effect op andere darmbacteriën die niet verantwoordelijk waren voor UWI's. Dit staat in schril contrast met de enorme veranderingen in de overvloed van veel microbiële soorten die worden waargenomen na behandeling van een bacteriële infectie met antibiotica.

Zeer hoopvol voor de toekomst

Hoewel de bacteriestam niet volledig is geëlimineerd, zijn de resultaten niettemin veelbelovend. Omdat de bacteriën niet in het lichaam kunnen blijven, is de kans kleiner dat ze resistentie veroorzaken, omdat het medicijn, in tegenstelling tot antibiotica, bacteriën niet zou dwingen te sterven of resistentie zou ontwikkelen om te overleven. Het uiteindelijke doel is om het veelvoorkomende probleem van terugkerende urineweginfecties te beheersen en te voorkomen door een alternatief voor antibiotica te bieden. Dit veronderstelt een hoge relevantie vanwege de wereldwijde crisis van antibacteriële resistentie. Deze bevindingen zijn tot nu toe bewezen bij muizen en testen op mensen is nu het plan. Aangezien de eerste stap voor veel ziekteverwekkende bacteriën het binden van een suiker op een oppervlak in het lichaam is, zou deze benadering kunnen worden toegepast op andere pathogenen dan E. coli. Door dergelijke eiwitten te identificeren die de bacteriën waarschijnlijk zullen gebruiken om zich aan specifieke plaatsen te hechten, zouden we verbindingen moeten kunnen ontwerpen om hun binding te remmen. Voordat het galactoside echter in proeven bij mensen komt, is verder onderzoek nodig om aan te tonen dat het niet giftig is en bij orale inname in de bloedsomloop kan worden opgenomen. Toch is dit een belangrijke stap in de richting van de ontwikkeling van alternatieven voor antibiotica. Aangezien mannoside geen antibioticum is, kan het mogelijk worden gebruikt om UTI's te behandelen die ook worden veroorzaakt door antibioticaresistente bacteriestammen. Een bedrijf genaamd Fimbrion Therapeutics - mede opgericht door de hoofdauteurs van deze studie - ontwikkelt mannosiden en andere medicijnen als mogelijke therapieën voor UWI's. Fimbrion werkt samen met Phramaceutical gigant GlaxoSmithKline aan de preklinische ontwikkeling van mannosiden voor gebruik bij de bestrijding van UTI's bij mensen.

***

Bron (nen)

Kalas V et al. 2018. Op structuur gebaseerde ontdekking van glycomimetische FmlH-liganden als remmers van bacteriële adhesie tijdens urineweginfectie. Proceedings van de National Academy of Sciences​ DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1720140115

***