Standaard antibiotica verliezen hun kracht. Kunnen kleine 'bacteriofagen' worden ingezet voor genezing?
Germ Warfare
Hoe virussen kunnen helpen
From the doctor Archives
30 oktober 2000 -- Diep in de wildernis van uw plaatselijke rioleringssysteem ontvouwt zich een microscopisch drama. Onzichtbaar voor het blote oog glijdt een virus met een bolvormig hoofd, een spichtige nek en spinachtige poten naar een dikke bacteriecel. Nadat hij is neergestreken, doorboort de bacteriofaag het celmembraan en injecteert hij zijn eigen genen, die de cel dwingen tot massaproduktie van virussen. In minder dan een uur explodeert de slachtoffercel en verspreidt een broedsel van 200 pasgeboren virussen. Elk van hen begint onmiddellijk het rioolwater af te speuren naar meer prooi.
Bacteriofagen, of kortweg fagen, doen niets anders dan bacteriën aanvallen en vernietigen. Ze gedijen overal waar bacteriën in overvloed aanwezig zijn - in afvalwater, op voedsel, in water, zelfs in je lichaam - en ze hebben hun dodingstechniek al meer dan een miljard jaar verfijnd. Nu hopen wetenschappers in de Verenigde Staten en Europa deze moordenaars in te zetten om uitbraken van antibiotica-resistente bacteriën te bestrijden.
Al bijna 70 jaar is deze aanpak, bekend als faagtherapie, een standaardbehandeling voor bacteriële infecties in de voormalige Sovjet-Unie. In het Westen werd faagtherapie decennia geleden afgedaan als een mislukking. Nu wenden wetenschappers in Europa en Noord-Amerika zich opnieuw tot de kleine roofdieren.
Uitbundige Moordenaars
Over de hele wereld sterven patienten aan bacterien die ooit makkelijk te temmen waren met antibiotica. Dus zijn wetenschappers op zoek naar nieuwe behandelingen. Fagen lijken veelbelovend om een aantal redenen, te beginnen met hun vruchtbare voortplanting. Met conventionele antibiotica bereikt de concentratie in het bloed een piek na elke dosis en daalt dan. Bij fagen is dat niet het geval -- hun aantal houdt gelijke tred met het aantal bacteriën, zegt microbioloog Mike DuBow, PhD, van de McGill University in Montreal. "Het is het enige medicijn dat meer van zichzelf maakt."
Bovendien valt elke soort faag meestal slechts één soort bacterie aan. Dit betekent dat het zeer onwaarschijnlijk is dat fagen zich tegen ons keren -- zij hebben geen voorkeur voor menselijke cellen -- en zij zullen de nuttige bacteriën die in onze darmen leven niet afmaaien, zoals antibiotica vaak doen. Deze kieskeurigheid verklaart ook waarom de fagen in je lichaam niet automatisch binnendringende bacteriën doden voordat je ziek wordt. Met zoveel soorten fagen in omloop, heb je waarschijnlijk niet de juiste soort om die specifieke bacterie te bestrijden.
Tenslotte kunnen fagen mee evolueren met de bacteriën, zodat de bacteriën er geen permanente resistentie tegen kunnen ontwikkelen, zoals ze dat wel kunnen tegen antibiotica.
Samen met al deze voordelen komen ook enkele risico's. Toen artsen voor het eerst probeerden fagen aan patiënten te geven, hebben zij soms per ongeluk gifstoffen van de bacterie in het medicijn opgenomen, waardoor patiënten zieker werden. In andere gevallen deden de fagen hun werk misschien te snel, door te veel bacteriën in één keer te vernietigen, waardoor een overweldigende dosis gif uit de bacteriële cellen vrijkwam. Als gevolg daarvan stierven veel patiënten die faagtherapie kregen. Dus, afgezien van incidentele gevallen van "compassionate use" voor stervende patiënten, is faagtherapie al 60 jaar niet meer uitgeprobeerd in het Westen.
Maar lang nadat Europese en Amerikaanse microbiologen fagen hadden opgegeven, bleven onderzoekers in de Sovjet Republiek Georgië werken om de gevaren te overwinnen. Miljoenen patiënten in de USSR werden behandeld met faagtherapie voor alles van diarree en brandwonden tot longinfecties.
Zo vielen arbeiders die in 1975 een spoorlijn door Siberië aanlegden, ten prooi aan een virulente stam stafylokokkenbacteriën. Infecties die begonnen als huidlaesies bij de ondervoede arbeiders drongen hun longen binnen en verspreidden zich vervolgens over hun hele lichaam. David Shrayer, MD, toen een jonge microbioloog aan het Gamaleya Instituut in Moskou, werd erbij geroepen. Omdat hij antibiotica nutteloos vond, zorgde hij ervoor dat de arbeiders een faagtherapie kregen. Shrayer, nu oncoloog aan de Brown University, zegt dat ze snel genezen waren.
Faagpreparaten zijn vandaag de dag nog steeds beschikbaar in Georgië en Rusland. "Ik benadruk graag hun veiligheid," zegt Alexander Sulakvelidze, PhD, voormalig hoofd van het staatslaboratorium voor microbiologie in de Republiek Georgië.
Voorzichtig onderzoek
Hoewel de Sovjet ervaring Westerse wetenschappers heeft aangemoedigd om een tweede blik te werpen op fagen, gaan zij voorzichtig te werk. Sovjet faagexperimenten waren niet nauwkeurig genoeg, zegt geriater Joseph Alisky, MD, PhD, van de Universiteit van Iowa, die ze beoordeelde voor een artikel in het Journal of Infection. De studies omvatten geen controlegroepen en waren vaag over de methodes om fagen te bereiden en de criteria voor een succesvolle behandeling, zegt hij.
In het Westen zijn tot nu toe alleen dierstudies gedaan omdat artsen hier nog steeds proberen een antwoord te vinden op vragen als of het immuunsysteem van een patiënt waarschijnlijk interfereert met de behandeling.
Dat heeft investeerders niet afgeschrikt. Ten minste drie Amerikaanse start-ups en een overheidslaboratorium hopen in de komende 18 maanden klinische proeven te starten. Maar het kan veel langer duren om aan de strenge productie- en veiligheidsnormen van de Food and Drug Administration te voldoen.
Dan zullen fagen een ander soort onderzoek moeten doorstaan: Zullen dokters en ziekenhuizen de behandeling omarmen, gezien de bezoedelde geschiedenis? Richard Carlton, MD, president en CEO van de Long Island startup Exponential Biotherapies, zegt dat hij een antwoord op deze vraag kreeg toen hij verschillende ziekenhuizen benaderde om klinische studies te organiseren: "Ze zeiden: 'Schiet op!'"
Mitchell Leslie schrijft over wetenschap en gezondheid voor New Scientist, Science, en Modern Drug Discovery.
