Eiwitgroep, peptidoglycan recognition proteins (PGRPs), activeert zelfmoordmechanisme van bacteriën, zo melden onderzoekers van Indiana University School of Medicine-Northwest. Deze ontdekking biedt uitzicht op een nieuwe generatie antibioticum gericht op het activeren van het zelfdestructiemechanisme bij bacteriën.

PGRP’s komen in het hele dierenrijk voor. Bekend was dat deze eiwitten voorkomen in immuuncellen, zoals leukocyten, en een rol spelen bij het elimineren van bacteriën. Het mechanisme achter de antibacteriële werking was tot nu toe onbekend.

In de studie, beschreven in Nature Medicines, werd gekeken wat voor effect PGRP’s hebben op de gram positieve bacterie B. subtilis en de gram negatieve bacterie E. Coli.

Met behulp van confocale fluorescentie microscopie was te zien dat PGRP’s in beide bacteriën binden aan de celwand, bestaande uit een netwerk van peptidesuikers.

In tegenstelling tot huidige antibiotica verstoren PGRP’s niet de opbouw van de voor bacteriën cruciale celwand, maar gaan ze een interactie aan met een membraaneiwitcomplex, genaamd het twee-componenten systeem.

Die interactie leidt tot activering van dit complex en veroorzaakt depolarisatie van het celmembraan en een verhoogde productie van vrije radicalen. Tezamen leidt dit, bij zowel de B. Subtilis als de E.coli, tot een zelfmoordsignaal naar de nucloid waardoor de biosynthese van DNA, RNA en verschillende eiwitten stopt.

Het twee-componenten systeem dient als sensor voor eencellige organismen zoals bacteriën. Met behulp van dit eiwitsysteem nemen bacteriën bijvoorbeeld temperatuur, osmolariteit, of de PH van hun omgeving waar en kunnen ze zich hierop aanpassen.

Het systeem wordt ook gebruikt om veranderingen binnen de cel waar te nemen. Zo reageert het ook op verkeerd gevouwen eiwitten, vaak het resultaat van mutaties. Dit leidt in de regel tot een zelfmoordsignaal. Zo voorkomt een bacterie dat het zich voortplant en zo een hele populatie besmet.

Volgens hoofdonderzoeker Roman Dziarski veroorzaakt binding van PGRP’s, het signaal dat de bacterie eiwitten verkeerd vouwt. Dit leidt tot een aanhoudend stress-signaal dat de bacterie aanzet tot zelfmoord.

Het mechanisme moet nog beter bestudeerd worden, aldus Dziarski. Het twee-componenten systeem is in ieder geval een potentieel, interessant target voor een nieuw soort antibioticum.

Bron: Nature Medicine