Overslaan en naar de inhoud gaan
Fagenbankteam
Het Fagenbankteam met Stan Brouns tweede van links. (Foto: Sam Rentmeester)

Bacteriële infecties blijken steeds vaker ongevoelig voor antibiotica. Bacteriofagen zouden een alternatief kunnen bieden. De Fagenbank brengt de effectiviteit in kaart.

Read in English

De Delftse Fagenbank is een initiatief van microbioloog dr. Stan Brouns (faculteit Technische Natuurwetenschappen). Hier zullen bacteriofagen worden ontwikkeld als alternatief voor antibiotica. Op 16 april vindt de officiële opening ervan plaats tijdens de Medical Delta Conference, de jaarlijkse conferentie over medische technologie. 

Jaarlijks overlijden in Europa 33 duizend mensen aan infecties met resistente bacteriën en het is de verwachting dat dit er in 2050 wereldwijd 10 miljoen zullen zijn. Alternatieve bestrijdingsmethoden zijn dus meer dan welkom, maar hoe effectief zijn bacteriofagen? En wat zijn de bijwerkingen?

Wat zijn bacteriofagen?
Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën kunnen aanvallen en doden. Verplaats je even in de microwereld. Om je heen zweven bacteriën, die in werkelijkheid tussen 1 en 5 micrometer groot zijn. Daar tussendoor zwemmen bazooka-vormige structuren, op de tast op zoek naar een prooi. Dit zijn bacteriofagen, al sinds miljarden jaren het natuurlijke gezelschap van bacteriën. Ze zijn samen geëvolueerd en hebben generatie na generatie elkaars afweer weten te overtroeven.

Een tiende van zijn prooi 
Wanneer een bacteriofaag een geschikte gastheer herkent, koppelt hij de loop van de bazooka aan het membraan van de bacterie. Dat triggert een mechanisme waardoor de inhoud uit de kop met kracht in de bacterie spuit. Een faag is qua omvang een tiende van zijn prooi, maar uitmuntend toegerust op zijn enige taak in het bestaan: zoveel mogelijk kopieën van zichzelf te laten produceren door een bacterie.

EM foto bacteriofagen
Elektronenmicroscoopfoto bacteriofagen. (Foto: TU Delft)

“Het zijn de ultieme nanomachinetjes”, zegt Brouns. “Ze zijn vele malen ingewikkelder dan wat wij momenteel kunnen ontwerpen.”

En toch zijn deze complexe nanomachientjes van een zeer bescheiden komaf. De rijkste bronnen van bacteriofagen zijn doucheputjes, darmkanalen, rioolwater van het ziekenhuis of de afvalwaterzuivering. Ook de diepgevroren collectie van de klinisch witte fagenbank vindt daar zijn oorsprong.

Kippentyfus 
Ruim honderd jaar geleden werd de bacteriedodende werking van bepaalde stoffen kort na elkaar ontdekt door de Engelse bacterioloog Frederick Twort en de Frans-Canadees Félix d’Hérelle. Ze zagen het effect van een ‘onzichtbare antagonistische microbe van de dysenterie bacil’. Begin 1919 isoleerde d’Hérelle bacteriofagen uit het filtraat van kippenstront en wist daarmee kippentyfus mee te bestrijden. Dat gaf hem zoveel vertrouwen in de aanpak dat hij in augustus van datzelfde jaar een dysenteriepatiënt op soortgelijke wijze behandelde, en met succes. Daarna volgden nog vele anderen.

Bacteriofaag: iets dat bacteriën eet 
Hoewel niemand wist wat een bacteriofaag (letterlijk: iets dat bacteriën eet) feitelijk was, zat d’Hérelle er niet ver naast met zijn omschrijving van ‘een biologisch organisme dat teert op bacteriën’. Hij zou zijn ogen uitkijken bij de elektronenmicroscoopfoto’s die de bacteriofagen laten zien als nanomachientjes op zoek naar een prooi.

D’Hérelle werd bekend onder artsen in Europa. Hij ontving in 1924 een eredoctoraat van de Universiteit Leiden en een Van Leeuwenhoek-medaille van de KNAW. Ondanks alle eerbetoon speelden na de Tweede Wereldoorlog en de introductie van antibiotica in de westerse wereld bacteriofagen geen rol meer in infectiebestrijdingen.

Weer in de belangstelling 
Maar aan de andere kant van het voormalige ijzeren gordijn, in Polen en Georgië, werd volop doorgewerkt aan de ontwikkeling van bacteriofagen voor geneeskundige toepassingen. Het wereldberoemde fagentherapiecentrum in Tblisi, dat d’Hérelle zelf nog bezocht, is nu een Amerikaans bedrijf.

Momenteel winnen de bacteriofagen weer aan belangstelling. “Wij onderzoeken met open vizier of infecties bestreden kunnen worden met fagen”, zegt Brouns over de Fagenbank. “We willen vaststellen wanneer het wel werkt, wanneer niet, en wat de risico’s zijn.”

diepvries
Bateriofagen worden in de diepvries bewaard. (Foto: TU Delft)

“We zullen in de Fagenbank een verzameling van bacteriofagen aanleggen tegen ongeveer 15 soorten bacteriën”, vertelt Brouns. Dat betekent: het opkweken van fagen in een bacteriekolonie en de fagen eruit filteren. De fagen worden na zuivering bewaard in kleine plastic buisjes in de vriezer, keurig voorzien van een unieke code.

bacteriekweek
Bacteriekolonie. (Foto: TU Delft)

De werkzaamheid van fagen tegen bacteriën wordt met een uitgebreid kruisschema vastgesteld, en vastgelegd in matrices. Groen als faag A bacterie B doodt, geel als er alleen een remming van de bacteriegroei optreedt of wit als de faag geen effect heeft. Heel systematisch wordt zo kennis opgebouwd over welke faag effectief is tegen welke bacterie.

monsters
De kern van de Fagenbank. (Foto: TU Delft)

De ambachtelijke oorsprong van de fagentherapie is vervangen door genetische analyses, systematische screenings en databases. Microbiologie is een exacte wetenschap geworden.

Naast dit fundamentele werk heeft de Fagenbank contact met artsen van het UMCU die een aanvraag hebben lopen voor een klinische test. Zij zijn op zoek naar een alternatieve therapie voor de bestrijding van longontsteking bij patiënten met taaislijmziekte. Vanwege herhaalde behandelingen met antibiotica duikt in die patiëntengroep vaak resistentie op. Er zal bij de klinische test gebruikgemaakt worden van een mix van bacteriofagen die actief gebleken zijn tegen de longonstekingsbacil Pseudomonas aeruginosa.

Individuele behandeling 
Omdat bacteriofagen heel specifiek zijn voor hun gastheer, verwacht Brouns dat een individuele benadering de beste effecten zal geven. Dat betekent: een monster nemen van de infectie en de bacterie genetisch determineren. Vervolgens de database raadplegen op zoek naar actieve bacteriofagen, en die opkweken vanuit de voorraad van de fagenbank.  En ten slotte die toedienen aan de patiënt om de infectie te bestrijden.

Die individuele aanpak staat echter haaks op het principe van een dubbelblinde klinische test waarbij patiënten hetzelfde geneesmiddel ontvangen (en de helft van de patiënten een placebo). In de klinische test zal daarom een bredere mix van actieve fagen worden ingezet.

buisjes
(Foto: TU Delft)

De Fagenbank is een bijzonder initiatief dat voor zijn ondersteuning afhankelijk is van donaties. Dankzij een startsubsidie van 144 duizend euro van het Universiteitsfonds Delft kan Brouns voor 2,5 jaar een analist in dienst nemen en labkosten betalen. Voor verder onderzoek is Brouns nog op zoek naar aanvullende financiering.

Krijg Delta updates

Click here to unsubscribe