Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!
EN

Bacteriën die blootstaan aan een vijandige omgeving, met bijvoorbeeld veel antibiotica of weinig voedingsstoffen, kunnen soms toch overleven door te gaan ‘slapen’. Biologen van de Universiteit van Amsterdam hebben nu een nieuwe, alternatieve overlevingsstrategie ontdekt: een soort zombie-stand, waarin de bacteriën niet slapen, maar alle processen heel traag gaan. Hun ontdekking is gepubliceerd in het vooraanstaande vakblad ‘Nature Communications’.

Bacteriën lijken zulke simpele, eencellige organismen. Toch verrassen ze wetenschappers keer op keer met alle trucs waartoe ze in staat blijken. Zo kunnen veel bacteriën onder invloed van stress zogenoemde sporen vormen. Ze kapselen zichzelf dan in een stevig omhulsel in, waarbinnen ze veilig kunnen ‘slapen’ tot er weer gunstigere omstandigheden zijn. In die slapende toestand hebben de bacteriën geen voedingsstoffen meer nodig en worden ze resistent voor schadelijke invloeden van bijvoorbeeld kou, uv-licht of antibiotica. Gunstig voor de bacterie, maar minder gunstig voor ons: dankzij deze truc kunnen bacteriële infecties - ruim nadat ze succesvol behandeld leken te zijn - toch opeens terugkeren.

Extreem laag pitje

Een internationaal team van biologen, onder leiding van prof. dr. Leendert Hamoen van de UvA, heeft nu een alternatieve overlevingsstrategie ontdekt bij bacteriën die blootstaan aan extreme omstandigheden. Het team werkte met de Bacillus subtilis, een niet-ziekmakende bacterie die voorkomt in de grond en die wetenschappers vaak gebruiken als zogenoemd modelorganisme.

De biologen kozen een variant van de bacterie die door een mutatie geen sporen meer kan vormen. Vervolgens hongerden ze de bacteriën uit. Sommige van de bacteriën bleken dit lange tijd te kunnen overleven, ondanks dat ze zich niet in hun gebruikelijke slapende toestand konden terugtrekken. Actief blijven was, vanwege het gebrek aan voedingsstoffen, ook geen optie.

De bacteriën bleken hun toevlucht te zoeken tot een derde, tot nu toe onbekende toestand. Je zou het een soort zombie-stand kunnen noemen. In deze stand slapen de bacteriën niet, maar gaat alles op een extreem laag pitje. ‘We zagen duidelijk allerlei processen in de bacterie veranderen’, zegt Hamoen. ‘Normaal is Bacillus staafvormig, maar de uitgehongerde bacteriën krompen tot ze bijna bolvormig waren. Allerlei processen die normaal in de bacterie actief zijn, veranderden. Maar ze vielen niet volledig stil, zoals gebeurt wanneer de bacterie zich in slapende toestand terugtrekt in een spore. De bacteriën bleven zich zelfs delen. Alleen niet meer eens in de veertig minuten, maar nog slechts eens in de vier dagen, meer dan honderd keer zo langzaam.’

Nieuw licht op antibiotica

De onderzoekers gebruiken zelf niet de term ‘zombie-toestand’. Zij hebben de tot nu toe onbekende overlevingsstrategie ‘oligotrofe groei’ genoemd, wat je vrij letterlijk kunt vertalen naar voedselarme groei. Hamoen: ‘De grote vraag is nu: kennen andere bacteriën dan de Bacillus deze truc ook? Zo ja, dan moeten we onze kijk op bacteriën fundamenteel aanpassen. Ze hoeven dan blijkbaar niet altijd sporen te vormen om te overleven. Sporen vormen kost bacteriën veel energie, en het lukt ze niet altijd om uit die toestand te ‘ontwaken’. Terwijl ze vanuit de door ons ontdekte toestand veel makkelijker weer normaal actief kunnen worden en nieuwe koloniën gaan vormen. Deze toestand is dus veel gunstiger voor hen. Als meer bacteriën dit blijken te kunnen, werpt dat onder meer een heel nieuw licht op hoe bacteriën aan antibiotica kunnen ontsnappen.’    

Publicatiegegevens

Declan A. Gray, Gaurav Dugar, Pamela Gamba, Henrik Strahl, Martijs J. Jonker en Leendert W. Hamoen: ‘Extreme slow growth as alternative strategy to survive deep starvation in bacteria’, in Nature Communications (21 februari 2019) Link: https://www.nature.com/articles/s41467-019-08719-8

dhr. prof. dr. L.W. (Leendert) Hamoen

Prof. dr. Leendert Hamoen