Het virus als medicijn

Door hun snelle en gerichte werking zijn de klassieke antibiotica een van de belangrijkste ontdekkingen van de twintigste eeuw. Elk jaar krijgen ongeveer twee miljoen Belgen een antibioticakuur voorgeschreven, vaak om bronchitis of andere luchtweginfecties te behandelen.

Hun eenvoud in gebruik leidde echter ook tot hun ondergang. Wanneer dokters ze verkeerd voorschrijven - antibiotica helpen bijvoorbeeld niet tegen een verkoudheid – of wanneer patiënten hun kuur niet volledig uitlopen, dan veroorzaakt dit resistentie onder bacteriën. Hierdoor werkt de behandeling niet meer en kan de ziekte zich alsnog verspreiden. Zo’n resistent beestje noemen we een superbacterie.

Dodelijker dan kanker

Steff Taelman: “Het klinkt eerder als een wapen uit een derderangs James Bondfilm, maar niets is minder waar: superbacteriën kosten elk jaar aan zo’n 700 000 mensen het leven. Bovendien worden ze alsmaar resistenter tegen de gangbare antibiotica.”

Wetenschappers voorspellen dat de superbacterie tegen 2050 op jaarbasis meer doden zal eisen dan kanker. Aan de Universiteit Gent zoeken ze het antwoord bij de enzybiotica: bacteriedodende stoffen opgebouwd uit stukjes van virussen.

Bacterie-eter

“De bacteriofaag is een type virus waarvan de naam letterlijk ‘bacterie-eter’ betekent. Gewone antibiotica belemmeren de groei van bacteriën, waardoor de bacteriën op termijn resistent kunnen worden tegen antibiotica. Bacteriofagen maken daarentegen enzymen aan die de celwand van de bacteriën kapot knippen en de bacteriën dus effectief vernietigen.”

“Helaas zijn deze enzymen zeer specifiek in de bacteriën die ze aanvallen, afhankelijk van de bouwsteentjes waaruit ze opgebouwd zijn. Om een enzybioticum te maken, moeten we dus de juiste bouwsteentjes combineren in het labo tot een geschikt enzym. En dat is een uitdaging, want in de natuur vinden we honderden verschillende bouwsteentjes en de mogelijke combinaties zijn te talrijk om ooit allemaal te testen. Gelukkig kunnen we via artificiële intelligentie de computer laten berekenen welke bouwstenen we nodig hebben om ziekteverwekkende bacteriën te vernietigen.”

“Op deze manier heb ik in mijn thesis voor verschillende soorten bacteriën een schema opgesteld met de bouwsteentjes die nodig zijn om ze te vernietigen. Hierdoor kan de laborant een gericht medicijn ontwikkelen.”

Of enzybiotica in een doeltreffend medicijn kunnen omgevormd worden, moet nog blijken, maar huidige resultaten zijn alvast veelbelovend: alweer een stap dichter in de strijd tegen de beruchte superbacterie.

Verder onderzoek

Voor zijn thesis schreef Steff Taelman voorspellende algoritmes en onderzocht in totaal 4000 faag-eiwitten. Vandaag werkt hij verder op hetzelfde onderzoek: “Intussen hebben we het aantal eiwitten in onze database kunnen verviervoudigen, waardoor de resultaten een stuk specifieker zijn. De algoritmes zijn ook verder geoptimaliseerd. Ook de hypothese van mijn onderzoek, dat er specifieke structuren bestaan voor bepaalde bacteriën, werd verder bevestigd.”

Eosprijs

Met zijn masterproef haalde Steff Taelman een finaleplaats in de Eosprijs 2019, de exact-wetenschappelijke deelprijs van de Vlaamse Scriptieprijs. Ook dit jaar gaat Scriptie vzw op zoek naar sterke eindwerken. Inschrijven voor de Vlaamse Scriptieprijs kan nog tot en met 4 oktober.

(Co-)promotoren: dr. ir. Michiel Stock, prof. dr. ir. Yves Briers, prof. dr. ir. Wim Van Criekinge

Lees de volledige scriptie in de Vlaamse Scriptiebank