Daniel vist met wat visdraad een volle beker toiletinhoud uit de latrine die verschillende gezinnen delen. Daarna filtert hij een liter water uit een vat drinkwater dat het gezin stockeert. Hij zoekt een staaltje kippenuitwerpselen rond het huis. Tenslotte krijgt hij van drie gezinsleden stalen van hun ochtendlijke stoelgang, verpakt in luciferdoosjes. Meteen zet Daniel z’n tocht verder langs twaalf gezinnen in het dorp, terwijl z’n collega Stéphane drie uur lang observeert hoe frequent tweejarige Ousmane zijn hand op de grond of naar zijn mond brengt.
In het ziekenhuis van Nanoro, waar Daniel en Stéphane hun onderzoekscentrum hebben, centraal in Burkina Faso, sterven vooral kinderen aan infecties met resistente bacteriën. De kinderen worden pas laat in hun ziekteverloop naar het ziekenhuis gebracht. Ze namen meestal eerder al malariabestrijders en antibiotica, toegediend door een verpleegkundige in een gezondheidscentrum, zonder effect. Eens in het ziekenhuis, is het vaak onduidelijk hoe die infectie te behandelen. Een test om de ziekteverwekker te identificeren en de geschikte antibioticakuur bepalen, kan tot zeven dagen duren.
De resistente bacteriën die deze infecties veroorzaken, worden in de meeste gevallen buiten het ziekenhuis overgedragen en komen in de darmen, keel, longen of huid terecht. Daar blijven ze een hele tijd zitten, tot de gastheer verzwakt raakt door malaria, een virale infectie, of ondervoeding. Dan grijpt de bacterie haar kans om een orgaan of het hele lichaam te infecteren. Net afgerond onderzoek van de twee Burkinese onderzoekers bracht aan het licht dat twee op de drie gezonde gezinsleden drager zijn van een darmbacterie die in het lokale ziekenhuis niet behandeld kan worden wanneer die in de bloedbaan terecht komt. In Europa is maar één op twintig drager van zo’n onbehandelbare darmbacterie.
In Europa spitst de bestrijding van antibioticaresistentie zich vooral toe op verbeterd antibioticagebruik en het vermijden van ziekenhuisinfecties. In Burkina Faso en veel andere lageinkomenslanden moet de oplossing bestaan uit zowel het onderscheppen van de resistente bacteriën voor ze in de darm of long terecht komen, als uit het gezond houden van de gastheer. Op vlak van het laatste is er de voorbije decennia veel vooruitgang geboekt. De vaccinatiegraad is sinds 2000 meer dan verdubbeld. Malaria-infecties en ondervoeding zijn bijna gehalveerd, en een nieuw malariavaccin biedt extra hoop. De meeste bevallingen vinden nu plaats onder begeleiding van een vroedkundige, terwijl dit in 2000 minder dan één op de drie was.
Om de verspreiding van resistente bacteriën in en rond het huis te vermijden, moeten wel nog stappen worden gezet. Meten waar bacteriën aanwezig zijn, in welke mate elk gezinslid eraan blootgesteld word, en of die aanwezige bacteriën effectief in de darmen of longen terecht komen, moet helpen keuzes maken welke aanpak het meest doeltreffend is: beschikbaarheid van water of waterkwaliteit verbeteren, toiletten bouwen, of handhygiëne verbeteren.
We willen werkzame antibioticakuren voorspellen aan de hand van omgevingsstalen, en zo kostbare tijd winnen
Terug in het microbiologielaboratorium, net naast het ziekenhuis van Nanoro, gaat Daniel nu aan de slag met de nog verse en koel getransporteerde stoelgang- en omgevingsstalen. Kleine hoeveelheden van de verschillende stalen, zoals stoelgang, bodem, voedsel, water en kippenpoep, brengt hij met een wattenstaafje aan op een kweekplaat. Dit is een 15cm breed schaaltje met daarin een gel met erin een antibioticum, waardoor enkel resistente bacteriën erop gaan groeien. Na 24 uur lang de kweekplaat op 37°C te bewaren, kijkt Daniel een eerste keer na of bacterie-kolonies groeien, zichtbaar als gekleurde stippen.
Na verschillende cycli gaat Daniel uit elke bacteriekolonie DNA extraheren. Met dat DNA brengen onderzoekers het volledige genoom van de bacterie in kaart, en dus ook alle genen die voor resistentie zorgen. Door de aanwezigheid van dezelfde genen in bacteriën uit de omgeving van het gezin, als in bacteriën gevonden in de stoelgangstalen van de gezinsleden, als die in het bloed van ernstig zieke kinderen, kunnen we de bijdrage van elke omgevingsbron aan ziektelast en sterfte inschatten. Nederlandse onderzoekers gebruikten dezelfde techniek om te ontdekken dat twee derde van Listeriainfecties, die kunnen leiden tot vroeggeboorte, bloedvergiftiging of hersenvliesontsteking, werd veroorzaakt door het eten van rauw rundvlees of zachte kazen. Het resterende derde deel kwam deels van kippenvlees en gerookte zalm.
De genoomanalyses van mogelijke infectiebronnen in en rond het huis kunnen misschien voor nog iets anders gebruikt worden. In de meeste ziekenhuizen in lageinkomenslanden worden patiënten met ernstige infecties niet routinematig getest op bacteriële infecties, omdat testinfrastructuur niet voor handen of te duur is, en omdat resultaten pas vijf tot zeven dagen na bloedafname beschikbaar zijn – vaak te laat voor ernstig zieke patiënten. Onderzoekers voorspelden al welke antibiotica nodig zijn om resistente bacteriële infecties in een ziekenhuis doeltreffend te behandelen aan de hand van de aanwezige resistentiegenen in de stoelgang van patiënten in dat ziekenhuis.
Nu wil het team in Nanoro samen met onderzoekers aan het Instituut voor Tropische Geneeskunde in Antwerpen, wiskundigen aan de Universiteit van Oxford, en bio-informatici aan de Universiteit van Basel, een stap verder gaan en werkzame antibioticakuren voorspellen aan de hand van omgevingsstalen. We evalueren en vergelijken welke omgevingsstalen of welke combinaties van stalen, met verschillende omgevingsbronnen of uit verschillende dorpen, de meest betrouwbare voorspelling geven. Artsen zouden met een betrouwbare voorstelling meteen de meest werkzame antibioticakuur kunnen starten, en niet langer vijf dagen hoeven te wachten op testresultaten.
Na een ochtend per moto gezinnen bezoeken bij 35 graden, een namiddag in het labo bij 18 graden, schrijven Daniel en Stéphane ’s avonds elk aan een wetenschappelijk artikel. Burkina Faso doormaakt een moeilijke periode. Sinds tien jaar destabiliseerden een serie aanslagen en aanvallen van verschillende islamitische extremistengroeperingen het land. Grote delen van het land vallen niet langer onder controle van de overheid. Dodelijke aanvallen, ook op scholen, blijven doorgaan. Tijdens al die jaren is de onderzoeksgroep van Daniel en Stéphane blijven onderzoek verrichten.
De groep leidde de klinische tests van twee nieuwe malariavaccins. Beide vaccins worden nu door de wereldgezondheidsorganisatie aanbevolen – een stevige duw in de rug voor de wereldwijde strijd tegen malaria. Daniel blijft optimistisch dat binnen korte tijd de overheid, nu onder militair gezag na twee staatsgrepen in 2022, stabiliteit terug kan brengen. Dat zou toelaten het onderzoek naar antibioticaresistentie te vertalen in concrete verbeteringen in toegang tot schoon water en toiletten, tot minder resistente bacteriële infecties, en een versterkte daling in kindersterfte.
Schrijf je in op onze nieuwsbrief
En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.