Combinatie van 'chemische' en 'biologische' mechanismes

Bacteriën synthetiseren stikstofmonoxide (NO) om zichzelf tegen antibiotica te beschermen. Evgeny Nudler (New York University School of Medicine) en collega’s opperen deze simpele verklaring voor een oud biologisch raadsel deze week in Science.

Chemical & Engineering News vat het op onnavolgbare wijze samen met de kop 'Bacteria say NO to drugs'.

Veel bacteriën,waaronder Bacillus subtilis, B. anthracis en Staphylococcus aureus, beschikken over een enzym genaamd bacterieel stikstofoxidesynthase (bNOS) waarmee ze NO kunnen vrijmaken uit het aminozuur arginine. Maar onduidelijk bleef tot nu toe waar ze die stof in vredesnaam voor nodig hadden.

Eerder toonde Nudler al aan dat NO bacteriën kan beschermen tegen oxidatieve stress, die al dan niet door antibiotica wordt veroorzaakt. Maar zijn jongste publicatie laat zien dat dat maar een deel van het verhaal is. NO (geoxideerd tot NO⁺) kan namelijk ook bepaalde antibiotica, waaronder acriflavine, rechtstreeks onschadelijk maken door hun aminogroepen om te zetten in hydroxylgroepen.

De bescherming tegen oxidatieve stress lijkt bovendien via twee totaal verschillende mechanismen te verlopen. Enerzijds remt NO puur chemisch de vorming van hydroxylradicalen en superoxide-anionen, anderzijds activeert het twee enzymen die er ook tegen beschermen.

Inderdaad blijken bacteriën, waarvan het bNOS-gen is uitgeschakeld, op zich gewoon door te leven zonder merkbaar ongemak. Maar ze kunnen veel minder goed tegen een breed spectrum van antibiotica dan hun ‘wild type’-soortgenoten.

De verklaring zou moeten zijn dat de betrokken bacteriën dankzij bNOS kunnen overleven in de nabijheid van andere soorten die van nature antibiotica produceren.

Nudler suggereert dat je de werking van synthetische antibiotica wellicht kunt versterken door er iets bij te doen dat bNOS blokkeert. Uiteraard moet dat stofje, om onaangename bijwerkingen te voorkomen, dan wel de menselijke variant van stikstofoxidesynthase met rust laten.

bron: C&EN ,BBC News