Microbiologie in hapklare porties
Biofilm ontrafelen om levens te redden
Bacteriën groeien, net als mensen, samen in gemeenschappen. Deze gemeenschappen worden biofilms genoemd. Deze biofilms zijn echter problematisch in de gezondheidszorg omdat biofilm-geassocieerde infecties zeer resistent zijn tegen antibioticabehandelingen, waardoor ze moeilijk te behandelen zijn. Een veelbesproken behandelingsstrategie is het doorbreken of verstoren van de biofilm, zodat de bacteriën toegankelijker worden voor zowel medicijnen als immuuncellen.
Hoe bieden biofilms bescherming aan de bacteriën? Er is een extracellulaire matrix (ECM) die cellen bij elkaar houdt. Deze matrix bestaat voornamelijk uit amyloïde vezels, met name curli amyloïde vezels die worden geproduceerd door de meeste pathogene en commensale E. coli-stammen. Deze cellen investeren hun middelen om veel vezels te produceren, wat resulteert in een zeer dicht netwerk dat de curli-producerende cellen beschermt.
Microben interageren met elkaar. Andere bacteriën zouden metabolieten kunnen produceren die de groei van deze biofilms kunnen remmen. Een nieuwe studie ontdekte dat een stam van B. subtilis curli sterk remt. De auteurs ontdekten dat curliremming optreedt zonder direct contact tussen B. subtilis en E. coli, wat suggereert dat de effector een diffusibele agent moet zijn.
B. subtilis produceert verschillende soorten secundaire metabolieten. Hoe beperken de onderzoekers dit? Ze controleerden eerst of de metaboliet afhankelijk was van een gemeenschappelijk enzym dat nodig is voor de synthese van een bepaalde klasse peptiden.
De auteurs gaan verder met studies in verschillende concentraties van de remmende stof en vinden uiteindelijk de conditie waarin bacillanene de curli subeenheden remt en het werkingsmechanisme. Het voorkomt de assemblage van deze curli subeenheden tot amyloïde vezels.
Deze resultaten hebben ingrijpende gevolgen. Ten eerste hebben we nu in de context van de gezondheidszorg een nieuwe effectormolecuul die kan worden gebruikt om de biofilm van E. coli te ondermijnen en het uiteenvallen ervan mogelijk te maken. Ten tweede hebben we geleerd over de nieuwe interacties die kunnen optreden tussen soorten die met elkaar concurreren om ruimte, waarbij we zien dat B. subtilis een aanval inzet tegen de biofilm van E. coli. E. coli legt zich echter niet zomaar neer bij zijn lot, maar countert door zich nog verder af te schermen. Van B. subtilis is ook bekend dat het de productie van bacillaen, het geheime wapen, verhoogt wanneer er concurrenten aanwezig zijn. Het is dus een oorlog, net als oorlogen die mensen in het verleden voerden om ruimte en grondstoffen.
Link to the original post: Cordisco, E., Zanor, M.I., Moreno, D.M. et al. Selective inhibition of the amyloid matrix of Escherichia coli biofilms by a bifunctional microbial metabolite. npj Biofilms Microbiomes 9, 81 (2023). https://doi.org/10.1038/s41522-023-00449-6
Featured image: Made with DALLE2
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 