Wetenschappers hebben ontdekt dat aminoglycoside-antibiotica, een cruciale klasse geneesmiddelen tegen ernstige bacteriële infecties, bacteriën niet binnendringen via passieve diffusie, maar door suikertransporteurs te kapen. Deze doorbraak, gepubliceerd in Science Advances op 5 september 2025, door onderzoekers van het Institut Pasteur en aangesloten instellingen, zou een revolutie teweeg kunnen brengen in de behandelingsstrategieën met antibiotica, vooral in het licht van de toenemende antibioticaresistentie.
Het al lang bestaande mysterie van de introductie van antibiotica
Decennia lang bleef onduidelijk hoe aminoglycosiden de bacteriële afweer doorbraken. Deze antibiotica doden effectief bacteriën zoals Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa en Staphylococcus aureus door de eiwitsynthese te blokkeren. Sommige stammen, waaronder de steeds resistenter wordende E. coli hebben manieren ontwikkeld om behandeling te omzeilen, wat heeft bijgedragen aan naar schatting 829.000 sterfgevallen wereldwijd in 2019. De heersende theorie suggereerde dat aminoglycosiden passief de bacteriële celenvelop passeerden, maar nieuw bewijs bewijst dat dit niet het geval is.
De rol van suikertransporteurs
Onderzoekers stuitten aanvankelijk op deze ontdekking tijdens het bestuderen van bacteriële stressreacties op antibiotica bij Vibrio cholerae. Ze observeerden een verband tussen de werkzaamheid van antibiotica en de aanwezigheid van suikertransporteurs – moleculaire ‘poorten’ die bacteriën gebruiken om essentiële koolhydraten zoals glucose, sucrose en fructose te importeren. Geïntrigeerd onderzochten ze dit mechanisme in E. coli.
Met behulp van fluorescerende aminoglycosiden observeerden ze direct de antibiotica die actief de bacteriële cellen binnendringen via deze suikertransporteurs. Dit is de eerste keer dat is bewezen dat een antibioticum deze transportwijze gebruikt. “Het was een onverwachte bevinding”, legt Zeynep Baharoglu, hoofdauteur en onderzoeksdirecteur van het Institut Pasteur, uit. “Maar de gegevens konden niet worden ontkend.”
Verbetering van de effectiviteit van antibiotica met Uridine
Het team realiseerde zich dat suikertransporteurs niet vaststaan; hun aantallen fluctueren op basis van de omgeving. Door de beschikbaarheid van bepaalde suikers te manipuleren, kunnen ze mogelijk de overvloed aan transporteiwitten vergroten en daarmee de permeabiliteit van antibiotica.
Na screening van 200 verbindingen identificeerden ze uridine als een bijzonder effectieve kandidaat. In beide menselijke biologische monsters besmet met E. coli en diermodellen voor urineweginfecties verdubbelde uridine het aantal suikertransporters, wat leidde tot een tienvoudige toename van de bacteriële gevoeligheid voor aminoglycosiden. Opmerkelijk genoeg werden zelfs resistente en multiresistente stammen weer gevoelig wanneer uridine aanwezig was.
Implicaties voor antibioticaresistentie en toekomstige behandelingen
Deze ontdekking heeft verstrekkende gevolgen. Door uridine naast aminoglycosiden toe te dienen, kunnen artsen mogelijk de antibioticadosering verlagen, waardoor het risico op verdere resistentieontwikkeling wordt geminimaliseerd en toxische bijwerkingen worden verminderd. Hoge doses aminoglycosiden kunnen het binnenoor en de nieren beschadigen, een probleem dat lagere doses zouden kunnen verzachten.
“Dit is een belangrijke ontdekking die een gamechanger zou kunnen zijn voor deze antibioticaklasse”, zegt Baharoglu. “Het zou ons in staat kunnen stellen lagere concentraties of kortere behandelingen te gebruiken, waardoor de bruikbaarheid van deze medicijnen wordt vergroot.”
Een andere mogelijkheid is het “enten” van uridine op andere antibiotica om hun toegang tot resistente bacteriën te vergroten. Het feit dat uridine al klinisch wordt gebruikt en de veiligheid voor de mens heeft aangetoond, zou de ontwikkeling en het testen van deze nieuwe strategieën kunnen versnellen.
Een cruciale stap in de strijd tegen antibioticaresistentie
De Wereldgezondheidsorganisatie schat dat antibioticaresistente bacteriën in 2019 verantwoordelijk waren voor ruim zes miljoen sterfgevallen. Dit onderzoek onderstreept het belang van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek bij het aanpakken van deze groeiende mondiale dreiging. “Zonder dit fundamentele onderzoek zou deze ontdekking, die een sleutelrol zou kunnen spelen in toekomstige strategieën om antibioticaresistentie te bestrijden, niet mogelijk zijn geweest”, concludeert Didier Mazel, hoofd van de Bacterial Genome Plasticity Unit van het Institut Pasteur. Deze doorbraak biedt hernieuwde hoop in de strijd tegen antibioticaresistentie, door een nieuw mechanisme te ontsluiten om de werkzaamheid van bestaande medicijnen te verbeteren
