Speurt naar infecties in het lichaam

‘Bacteriële infecties zijn een hardnekkig probleem bij patiënten. Bacteriën nestelen zich bijvoorbeeld op implantaten, infecteren de hartklep of veroorzaken een longontsteking. Het is belangrijk om zulke infecties zo vroeg mogelijk te ontdekken en te behandelen. Een lastige opgave, want een beginnende infectie is met het blote oog niet te zien. Daarom ontwikkelen we fluorescerende moleculen die hechten aan bacteriën en oplichten op de plek van infectie.’

‘Het vroeg diagnosticeren van infecties is ontzettend belangrijk. Wanneer een infectie ver gevorderd is, vormen de bacteriën vaak een koek of worden ingekapseld. Ze zijn dan niet meer goed bereikbaar voor antibiotica en daarmee slecht behandelbaar. Soms is zelfs een extra operatie nodig om de infectie te bestrijden. Lange, moeizame antibioticabehandelingen brengen bovendien het gevaar van antibioticaresistentie met zich mee. De uitdaging is dus om in een patiënt een vroege infectie te diagnosticeren en te lokaliseren. In ons lab onderzoeken we of dat lukt met fluorescerende moleculen die specifiek naar de infectieplek gaan. De plaats van infectie zal in de patiënt dan oplichten onder invloed van licht.

De eerste stap in dit onderzoek is het bedenken en bouwen van een stof die specifiek is voor bacteriële infecties en fluorescerend is. We hebben hiervoor onder andere een antibioticummolecuul, vancomycine, genomen en daarop een veelgebruikt fluorescerend molecuul gezet. Van vancomycine weten we dat de stof specifiek hecht aan de celwand van een bepaalde groep bacteriën en niet aan menselijke cellen. Bijkomend voordeel is dat vancomycine een bestaand, veilig, geneesmiddel is, waardoor naar verwachting ook het combinatiemolecuul veilig is.
Om te testen of dit combinatiemolecuul inderdaad werkt zoals gehoopt en bruikbaar is in patiënten, zijn proeven op weefsels en dieren noodzakelijk. Eerst hebben we de stof getest op dood menselijk weefsel. Hiertoe hebben we de bacterie Staphylococcus epidermidis voorbehandeld met het gelabelde antibioticum en vervolgens hebben we de gelabelde bacterie onder de huid aangebracht. Door de huid heen bleek deze kunstmatige infectie dankzij de fluorescentie inderdaad zichtbaar. Hiermee hebben we aangetoond dat het middel technisch werkt, maar het blijft een onnatuurlijke situatie. De bloedsomloop ontbreekt bijvoorbeeld in een dergelijk weefselmodel.

Om de stap naar de kliniek, naar patiënten, te maken, zijn als laatste stap dierstudies nodig om de werking van de stof in vivo te testen. Deze experimenten hebben we uitgevoerd samen met collega’s uit Duitsland en de Verenigde Staten. Muizen met een infectie aan een achterpoot zijn behandeld met het gelabelde antibioticum en vervolgens hebben we gemeten waar de fluorescentie te zien was. Dit bleek inderdaad de infectieplek te zijn, waarmee aangetoond werd dat het principe werkt. Daarnaast lichtte ook de blaas op, maar dat was niet helemaal onverwacht, want vancomycine wordt uitgescheiden via de urine.’