Nieuws | 10 november 2017

Lipiden beïnvloeden hoe ziek je wordt van een bacteriële infectie

Lipiden - dat zijn door het lichaam zelf aangemaakte vetachtige stoffen - blijken een belangrijke rol te spelen bij infecties. Volgens onderzoekers van de Universiteit Maastricht en de Universiteit van Maryland, Baltimore (UMB) in de VS kunnen bepaalde lipiden een bacteriële infectie aanzienlijk versnellen. Met behulp van moleculaire microscopie hebben de wetenschappers aangetoond dat sommige lipiden óók bescherming kunnen bieden tegen diezelfde infectie. Hun ontdekking biedt hoop op toekomstige behandeling van kwetsbare patiënten in ziekenhuizen, of op preventieve behandelingen voor reizigers naar risicogebieden in bepaalde delen van de wereld. De bevindingen van het onderzoeksteam, onder leiding van de Amerikaanse onderzoekers dr. Robert Ernst en dr. Alison Scott van de UMB en de Maastrichtse universiteitshoogleraar prof. dr. Ron Heeren, zijn deze week gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Beschermen of versnellen
Om te testen of het mogelijk was moleculaire microscopie te gebruiken om de voortgang van de ziekte te volgen, injecteerden de wetenschappers een gezonde muis met de zeer agressieve bacterie Francisella Novicida (Fn). Via de techniek massaspectrometrie imaging (MSI) konden de onderzoekers vervolgens het verloop van de infectie nauwkeurig in kaart brengen vanuit moleculair perspectief. Daarbij viel op dat bepaalde lipiden de infectie aanmerkelijk versnellen, maar dat die nooit los staan van hun ruimtelijke context in het weefsel. "De verdeling van lipiden in de gastheer, de patiënt, blijkt een enorm effect te hebben op het immuunsysteem. Zo zijn lipiden heel bepalend voor de agressiviteit van een bacteriële infectie", concludeert Heeren. "Het is nu vooral zaak een soort bibliotheek op te zetten waarin we precies kunnen terugvinden welke lipiden een rol spelen bij het versnellen van een infectie, en welke lipiden een positief effect op de immuunrespons bieden." Dr. Alison Scott, universitair hoofddocent onderzoek aan de University of Maryland School of Dentistry en gast-onderzoeker aan de Universiteit Maastricht, hoopt dat deze kennis kan bijdragen aan de ontwikkeling van geneesmiddelen die kunnen worden gebruikt voor het behandelen van kwetsbare patiënten door hen te helpen op de juiste plaatsen de juiste lipiden aan te maken voor het tegengaan van infecties.

Massaspectrometrie imaging
Massaspectrometrie imaging is een beeldvormende techniek waarbij je met één experiment vele moleculaire kaarten van het lichamelijk weefsel kunt genereren. Onderzoekers gebruiken de techniek onder meer om precies te bepalen waar bepaalde moleculen zich bevinden en hoe hun verdeling beïnvloed wordt door bijvoorbeeld ziekteverwekkende bacteriën. "Zo kunnen we in één meting duizenden moleculen analyseren", aldus Ron Heeren. "Het bijzondere aan ons onderzoek is, dat we met deze methode nu voor het eerst moleculaire veranderingen op beeld hebben kunnen vastleggen die optreden tijdens een bacteriële infectie. En in het bijzonder de rol van lipiden bij het verdere verloop van zo'n ontsteking. Het betekent dat we in de toekomst binnen een half uur heel nauwkeurig de ernst van een infectie kunnen bepalen. En op basis van het soort lipide ook hoe de ontsteking zich in een patiënt gedraagt."

Toepasbaarheid studie
Hoewel de onderzoekers in deze studie specifiek gebruik hebben gemaakt van MSI voor het opsporen van Fn-infecties, kan de techniek worden toegepast voor een groot aantal ziekten. "De methodologie die aan het onderzoek ten grondslag ligt, is relevant voor elke infectie en stelt ons in staat uitgebreider onderzoek te verrichten naar de rol van lipiden, zowel in de bacterie als in de gastheer. Dit biedt onderzoekers bovendien de mogelijkheid om therapieën te ontwikkelen waarmee bacteriële infecties en ontstekingen in de hand kunnen worden gehouden. Ik wil me in eerste instantie richten op infecties van de luchtwegen, zoals pseudomonas," aldus dr. Alison Scott.

Dit soort onderzoek is enkel mogelijk doordat verschillende disciplines onderling met elkaar samenwerken. "Uit dit onderzoek blijkt de waarde van gezamenlijke projecten waarin microbiologen en massaspectrometrie-experts in nauwe samenwerking de interacties identificeren tussen een bacterie en een gastheer," aldus Robert ("Bob") Ernst, als hoofdonderzoeker betrokken bij de studie, en hoogleraar en vice-voorzitter van de vakgroep Microbiële Pathogenese aan de UMB. Het vandaag gepresenteerde onderzoek opent dan ook de weg naar talloze nieuwe onderzoeken. Denk bijvoorbeeld aan de toepasbaarheid van MSI voor het bestuderen van ziekten of aan de ontwikkeling van therapieën gericht op het gebruik van lipiden voor het behandelen van infecties.