Uit een onlangs gepubliceerd onderzoek blijkt dat de opportunistische bacterie Pseudomonas aeruginosa vitamine C gebruikt om een sleutelcomponent van de menselijke immuunrespons te neutraliseren, waardoor het vermogen ervan om ernstige infecties te veroorzaken wordt vergroot. Onderzoekers van de Universiteit van São Paulo en de Chan Medical School van de Universiteit van Massachusetts hebben het moleculaire mechanisme ontdekt waarmee deze ziekteverwekker zichzelf verdedigt tegen oxidatieve stress, een cruciaal onderdeel van de manier waarop het lichaam indringers bestrijdt.
Hoe Pseudomonas aeruginosa zichzelf verdedigt
Pseudomonas aeruginosa is een bijzonder gevaarlijke bacterie omdat hij gedijt in een aangetast immuunsysteem en infecties veroorzaakt zoals longontsteking bij patiënten met cystische fibrose, urineweginfecties en ernstige wondinfecties. De resistentie tegen antibiotica maakt het volgens de Wereldgezondheidsorganisatie tot een prioritair doelwit voor nieuwe behandelingen.
Wanneer het lichaam een infectie detecteert, geven immuuncellen reactieve zuurstofsoorten af – in wezen gecontroleerde uitbarstingen van schadelijke chemicaliën – om de binnendringende bacteriën te doden. Echter, P. aeruginosa beschikt over geavanceerde verdedigingsmiddelen om deze aanval tegen te gaan, waaronder een enzym genaamd LsfA, een lid van de peroxiredoxine (Prx6)-familie.
Vitamine C als onverwachte bondgenoot
De studie, gepubliceerd in Redox Biology, beschrijft hoe LsfA vitamine C (ascorbaat) gebruikt om waterstofperoxide te ontgiften, een krachtig oxidatiemiddel dat vrijkomt door immuuncellen. Door deze interactie kan de bacterie de oxidatieve aanval van het lichaam weerstaan, waardoor de virulentie wordt versterkt.
“We hebben aangetoond dat ascorbaat kan fungeren als reductiemiddel in een cellulair systeem, wat iets nieuws is”, legt Rogério Luis Aleixo-Silva uit, een onderzoeker die bij het onderzoek betrokken is. Het team verkreeg ook de eerste structurele karakterisering van een bacterieel Prx6-enzym, waaruit bleek hoe vitamine C rechtstreeks interageert met de actieve site van LsfA om de antioxiderende functie ervan te regenereren.
Implicaties voor nieuwe antibacteriële therapieën
De ontdekking daagt het conventionele begrip van hoe deze enzymen werken uit, wat erop wijst dat vitamine C een belangrijkere rol speelt in de bacteriële afweer dan eerder werd gedacht. Belangrijk is dat het bacteriële LsfA-enzym structureel verschilt van zijn menselijke tegenhanger en een potentieel doelwit biedt voor nieuwe medicijnen. Onderzoekers zijn al begonnen met het gebruik van computermodellen om verbindingen te identificeren die de functie van het enzym zouden kunnen verstoren zonder menselijke cellen te beschadigen.
De volgende stappen omvatten verder onderzoek naar hoe P. aeruginosa metaboliseert vitamine C en test de effecten van het blokkeren van LsfA in realistische infectiemodellen. Dit onderzoek zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe antibacteriële strategieën die de eigen afweer van de bacterie ertegen exploiteren, en zo een nieuw wapen bieden in de strijd tegen antibioticaresistente infecties.
