Bacteriën die genetisch een beetje zijn aangepast, brengen medicijnen naar een bepaalde locatie in het lichaam en laten daar hun lading los. Dat hebben onderzoekers van de Amerikaanse universiteit Caltech ontwikkeld. Ook kunnen ze zorgen dat een bacterie zichzelf om zeep moet helpen.
Een nadeel van veel geneesmiddelen is dat ze bijwerkingen hebben. Ze hebben weliswaar het gewenste effect op bijvoorbeeld een tumor, maar een ander deel van het lichaam heeft er juist last van. Daarom zou het vaak beter zijn om het geneesmiddel (alleen) op een specifieke plek in het lichaam te brengen om daar zijn werk te doen. Bijkomend voordeel kan zijn dat er minder geneesmiddel nodig is voor hetzelfde effect.
Voor deze taak richten onderzoekers in de VS hun pijlen nu op bacteriën. Ze hebben twee soorten bacteriën uit de natuur gepakt en die een klein beetje genetisch aangepast, zodat ze bij een bepaalde temperatuur hun lading vrijgeven.
Lading loslaten
Dit concept is nu getest op proefdieren, maar het idee is dat over een paar jaar de patiënt de bacteriën inneemt, waarna ze zich verspreiden in het lichaam. Op de plek waar het medicijn gewenst is, bundelt de arts ultrageluid, waardoor de temperatuur ter plaatse een paar graden stijgt. Deze stijging in temperatuur triggert de bacteriën om hun lading daar los te laten.
‘We kunnen dus in de ruimte en de tijd de activiteit van bacteriën beïnvloeden’, zegt promovendus en medeauteur Mohamad Abedi van Caltech in een persbericht (‘Biologists Give Bacteria Thermostat Controls’). ‘We kunnen met ze communiceren en ze vertellen wanneer en waar ze iets moeten doen.’
Koorts
getekend met bacteriën die gevoelig zijn voor
temperatuursverandering. De groene bacteriën geven
licht boven 36 °C, de rode boven 40 °C.
Uit het onderzoek van Abedi’s begeleider, universitair docent Mikhail Shapiro, blijkt verder dat het toedienen van medicijnen ook weer van afstand is te stoppen. Een verdere verhoging van de temperatuur zorgt ervoor dat de bacterie zichzelf doodt. Dat kan komen door koorts, een teken dat het lichaam niet goed reageert op de therapie. Dan is het maar goed dat ook de bacterie ermee stopt.
Als de bacterie het te koud krijgt, gaat hij ook dood; dit is het geval als hij het lichaam verlaat via het spijsverteringskanaal. Om eventuele besmetting te voorkomen is het op dat moment wenselijk dat de bacteriën zichzelf opruimen.
Schakelaar
Voor deze toepassing maakten de onderzoekers dankbaar gebruik van de natuur. Onder meer de salmonellabacterie heeft al een temperatuurschakelaar aan boord die zijn activiteit beïnvloedt. Normaal gesproken schakelt deze tussen 42 en 44 °C, maar door de gewone salmonella genetisch wat te wijzigen, verschoof het schakelpunt naar tussen 36 en 39 °C.
De techniek die het team gebruikte voor de genetische aanpassing was direct evolution, bedacht door hun Caltech-collega Frances Arnold (lees ons artikel ‘Millennium Technology Prize voor Frances Arnold’).
Wetenschappers werken al enige tijd aan manieren om medicijnen zeer precies op de juiste plek in het lichaam af te leveren, onder meer met behulp van minuscule vetblaasjes, ofwel liposomen.
Beeldmateriaal: Caltech
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.