Een groep wetenschappers heeft een enzym ontdekt dat in staat is om met hoge efficiëntie structuren af te breken die de bacterie Staphylococcus aureus resistenter maken tegen behandelingen. De studie, gepubliceerd in het World Journal of Microbiology and Biotechnology, opent de weg naar nieuwe strategieën tegen hardnekkige infecties — vooral die geassocieerd met katheters, verbanden en andere medische apparaten.
Staphylococcus aureus behoort tot de meest voorkomende bacteriën bij huid-, wond- en longinfecties. De grootste troef van deze bacterie is het vermogen om biofilms te vormen — een soort “plakkerige” laag die bacteriële cellen beschermt en de werking van antibiotica bemoeilijkt. Eenmaal opgericht, kan deze barrière de resistentie van de bacterie tegen medicijnen vermenigvuldigen.
In hun onderzoek analyseerden de onderzoekers een enzym genaamd KaPgaB, oorspronkelijk aanwezig in een andere bacterie, Klebsiella aerogenes. In het laboratorium produceerde het team het enzym en testte het de werking ervan op biofilms van verschillende stammen van Staphylococcus aureus, inclusief antibiotica-resistente varianten die in de klinische praktijk worden gebruikt.
De resultaten waren bemoedigend: in sommige gevallen verwijderde het enzym meer dan 80% van de biofilmstructuur na slechts vier uur actie. In andere tests, waarbij de wetenschappers eerst een ander enzym (zoals DNase I of papaïne) toepasten en vervolgens KaPgaB, bereikte de verwijdering zelfs 97%, wat dicht bij de totale eliminatie van de aangehechte laag kwam. Bovendien toonde KaPgaB de capaciteit om nieuwe vormen te verhinderen. In een van de geëvalueerde stammen verminderde het enzym de vorming van de beschermende structuur met maar liefst 96%.
Enzymatische Verbetering
Een ander belangrijk punt van de studie was de combinatie met antibiotica. Alleen zorgden de medicijnen voor weinig effect op de bacteriën die door de biofilm werden beschermd, maar wanneer ze na de actie van het enzym werden toegepast, nam de effectiviteit aanzienlijk toe. In sommige combinaties daalde het aantal levende cellen met de helft.
Volgens de auteurs wijst de werking van KaPgaB erop dat het enzym in de toekomst kan worden geïntegreerd in therapeutische strategieën voor hardnekkige infecties — of het nu alleen of in combinatie met antibiotica wordt toegepast.
“De gelijktijdige toepassing van KaPgaB met antibiotica verbetert aanzienlijk hun efficiëntie en effectiviteit, wat het potentieel van de gecombineerde enzym-antibioticumstrategie voor de behandeling van hardnekkige infecties geassocieerd met pathogene bacteriële biofilms benadrukt,” melden de onderzoekers in het artikel.
“Ik geloof dat de enzymatische behandeling met KaPgaB in combinatie met antibiotica kan helpen bij de behandeling van hardnekkige infecties met S. aureus, inclusief multiresistente stammen. Echter, de toepassing in de medische praktijk moet nog verder worden getest in zowel in vitro als in vivo studies,” overweegt Igor Polikarpov, professor aan het Instituto de Física de São Carlos (IFSC) van de USP en leider van de onderzoeksgroep.
De studie die de krachtige werking van het enzym KaPgaB tegen biofilms van Staphylococcus aureus identificeert, bestaat uit een groep van 12 onderzoekers van verschillende Braziliaanse instellingen, die samen een wetenschappelijke samenwerking vormen die drie staten omvat.
Dit resultaat is een multidisciplinaire inspanning die natuurkunde, moleculaire biologie, microbiologie, geneeskunde en volksgezondheid verbindt. Deze diversiteit aan opleidingen en instellingen heeft het mogelijk gemaakt dat het onderzoek op verschillende fronten vorderingen maakte, van de genetische engineering van het enzym tot de evaluatie ervan als hulpmiddel om hardnekkige infecties te bestrijden.
