Skip to ContentSkip to Navigation
founded in 1614  -  top 100 university

Waarom bacteriën in slaap vallen

21 september 2016
prof.dr. Matthias Heinemann

Bacteriën zijn echte overlevers, die soms zelfs een aanval met antibiotica kunnen weerstaan. Sommige cellen overleven die omdat ze resistentiegenen bezitten, terwijl andere – de zogeheten volhouders – zich terugtrekken in een soort slaaptoestand waarin ze veilig zijn voor de antibiotica. Er is niet veel bekend over deze volhouders, maar nu hebben onderzoekers van de Rijsuniversiteit Groningen met collega’s van de universiteit van Bazel de slaaptoestand beschreven. Hun resultaten zijn op 21 september 2016 verschenen in het tijdschrift Molecular Systems Biology.

Sommige infecties keren weer terug na behandeling met antibiotica. De zogeheten ‘volhouders’ onder de bacteriën zijn hier voor een groot deel verantwoordelijk voor. Dit is een probleem. Allereerst omdat de behandeling dus niet werkt, maar ook omdat herhaalde toediening van antibiotica het ontstaan van resistentie kan veroorzaken bij de overlevende cellen.

Diepe slaap

‘Er zitten doorgaans maar heel weinig volhouders in een populatie bacteriën. Dat maakte het lastig te onderzoeken waarom ze niet doodgaan door de antibiotica. Maar inmiddels weten we meer’, zegt Matthias Heinemann, hoogleraar Molecular Systems Biology aan de RUG.

De omslag kwam een paar jaar geleden, deels door werk uit zijn eigen lab. Heinemann en zijn collega’s ontdekten dat een plotselinge verandering in de voedselbron bacteriën kan dwingen om in de ‘volhoudersstand’ te schieten. Door de verandering schakelt een flink percentage van alle bacteriecellen zichzelf min of meer uit. Je kunt zeggen dat ze in een diepe slaap vallen.

Laag pitje

In het nieuwste onderzoek hebben Heinemann en zijn team de verandering in stofwisseling en eiwitconcentraties gemeten in deze cellen. ‘Eerder was de overtuiging dat volhouders feitelijk inactieve cellen waren die zichzelf helemaal hadden uitgeschakeld, zonder specifieke kenmerken.’ De nieuwe resultaten laten zien dat bij volhouders de stofwisseling op een heel laag pitjes staat, net voldoende om te overleven. De cellen zijn aangepast om hun kans op overleven maximaal te maken.

Ineenstorten stofwisseling

Het team heeft deze resultaten gebruikt om een model te maken dat beschrijft waarom de cellen in zo’n slapende ‘volhouders’ toestand komen. ‘De snelle verandering van voedselbron doet de stofwisseling van de bacterie ineenstorten. Hierdoor kan de cel te weinig voedsel opnemen om de energie te leveren die nodig is voor groei. Dat kan de cel in een vicieuse cirkel brengen die uiteindelijk leidt tot een soort ‘safe mode’, een veilige stand. De stofwisseling draait op een minimaal niveau en de bacterie heeft geen last meer van de antibiotica omdat die doorgaans op groei of stofwisseling aangrijpen.’ Zodra er weer een bruikbare voedselbron aanwezig is, kan de cel de stofwisseling weer aanzwengelen en opnieuw gaan delen.

Nieuw inzicht

Deze nieuwe inzichten gaan in tegen diverse populaire modellen voor het beschrijven van volhouders. Die stellen dat de balans tussen toxines en antitoxines in de bacterie de belangrijkste oorzaak is van de volhoudersstand, maar dat lijkt nu onwaarschijnlijk. In het nieuwe model is het mogelijk dat toxines de stofwisseling van de cel vertragen en zo bijdragen aan het ontstaan van de slaaptoestand. Maar ze vormen slechts een van de vele factoren.

Resistentie voorkomen

De afgelopen paar jaar is de belangstelling voor de ‘volhouders’ sterk toegenomen. ‘Dit is een terrein waaraan momenteel veel onderzoek wordt gedaan in de microbiologie’, zegt Heinemann. Doordat nu bekend is wat de eigenschappen van de volhouders zijn en er een model is dat uitlegt hoe de cellen in de slaapstand raken, heeft Heinemann een grote sprong voorwaarts bewerkstelligt in het begrijpen van deze bijzondere toestand van bacteriën. Heinemann: ‘Ons werk kan nieuwe ideeën opleveren over de behandeling van terugkerende infecties en het voorkomen van het ontstaan van resistentie tegen antimicrobiële middelen.’

Nadere informatie

Laatst gewijzigd:26 september 2016 11:08

Meer nieuws

  • 21 april 2017Ria Braam benoemd tot Ridder in de Orde van de Nederlandse Leeuw

    Op vrijdag 21 april 2017 ontving Ria Braam, hoogleraar Theoretische Chemie, een Koninklijke Onderscheiding uit handen van de heer M.J.F.J. Thijsen, burgemeester van de gemeente Tynaarlo. Zij werd benoemd tot Ridder in de Orde van de Nederlandse Leeuw...

  • 20 april 2017Ben Feringa ontvangt Academic Society Award

    Nobelprijs Winnaar Ben Feringa heeft op woensdag 19 april tijdens de Dag van de Ingenieur de Academic Society Award ontvangen uit handen van Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI).

  • 12 april 2017Nieuw centrum onderzoekt oorsprong van leven en het universum

    Het Origins Center moet vragen over het ontstaan van leven, op aarde en in het heelal gaan beantwoorden die uit de Nationale Wetenschapsagenda komen. Verschillende Groningse onderzoekers spelen hier een rol in. Deel 1 van een serie: de achtergrond van...