Exploring Bacterial Cytological Profiling to find novel antibiotic leads

Antibiotica resistentie begint een steeds groter probleem te worden, en dit probleem zal blijven bestaan zolang wij antibiotica gebruiken. Onze meest effectieve antibiotica zijn gebaseerd op antimicrobiële stofjes die geproduceerd worden door bacteriën en schimmels om concurrerende micro-organismen te bestrijden. Dit gebeurt al miljarden jaren en daarom zijn bacteriën zeer bedreven geworden in het ontwikkelen van resistentie tegen deze stofjes, en dus ook onze antibiotica. Door zorgvuldige toediening van antibiotica kan antibioticaresistentie enigszins beperkt worden, maar het zal nooit volledig voorkomen kunnen worden, en het is daarom belangrijk om nieuwe antibiotica te blijven ontwikkelen. 

Helaas hebben de meeste farmaceutische bedrijven dit opgegeven vanwege de hoge kosten en lage winsten. Daardoor is de ontwikkeling van nieuwe antibiotica nu voornamelijk in handen van kleine biotechbedrijven, universiteiten en onderzoeksinstituten. De zoektocht naar nieuwe antibiotica is een omslachtig proces. Schimmels maken bijvoorbeeld heel veel verschillende en nog onbekende antibacteriële stofjes, maar deze worden over het algemeen als mengsels van verschillende stofjes geproduceerd en dit maakt het screenen van nieuwe interessante antibacteriële verbindingen moeilijk. 

Wij hebben een nieuwe methode ontwikkeld, “bacteriële cytologische profilering”, die dit identificatie proces aanzienlijk vergemakkelijkt. Deze methode hebben we onder andere gebruikt om het werkingsmechanisme van het antibioticum daptomycine op te helderen (Muller et al. 2016 PNAS). Het unieke en grote voordeel van deze methode is dat de activiteit van individuele componenten in een complex mengsel, zoals schimmelextracten, direct kan worden uitgelezen. Dit zal het screenen van natuurlijke extracten op antibacteriële activiteiten sterk vergemakkelijken. Wij willen in dit voorstel bacteriële cytologische profilering gaan gebruiken om een unieke collectie van 600 schimmelextracten te screenen van het Westerdijk Fungal Biodiversity Instituut, die is opgebouwd dankzij een eerder door ZonMw gesponsord project.

 Het uiteindelijke doel van deze samenwerking tussen de Universiteit van Amsterdam en het Westerdijk Instituut is om hiermee nieuwe antibacteriële verbindingen te vinden die gebruikt kunnen worden voor het ontwikkelen van nieuwe antibiotica. Gezien het gebrek aan ontwikkeling van nieuwe antibiotica, zal dit project een belangrijke bijdrage leveren aan de zoektocht naar de volgende generatie antibiotica die actief zijn tegen resistente pathogenen.