De bacterie is een veel voorkomende bron van voedselvergiftiging en is resistent tegen hitte en hoge zoutconcentraties, die worden gebruikt bij de bereiding en opslag van voedsel. Het team hoopt met deze kennis een behandeling te kunnen ontwikkelen die voedselvergiftiging voorkomt door ervoor te zorgen dat alle bacteriën in voedsel worden gedood.
Ze onderzoeken ook of deze bevindingen kunnen helpen bij de ontwikkeling van een behandeling voor patiënten die naast conventionele antibiotica werkt.
Staphylococcus aureus-bacteriën leven van nature op de huid of in de neus van een op de vier mensen. Als de bacteriën echter in het lichaam terechtkomen, kunnen zij ernstige infecties, bloedvergiftiging en zelfs de dood veroorzaken. Een “superbug” van de bacterie, MRSA genaamd, heeft ook resistentie ontwikkeld tegen het antibioticum methicilline. Staphylococcus aureus kan ook voedselvergiftiging veroorzaken, meestal via besmette vleesproducten zoals ham, maar ook via sandwiches, salades en zuivelproducten.
In een nieuwe studie heeft het Imperial-team ontdekt hoe Staphylococcus aureus zijn zoutopname reguleert. Verstoring van dit mechanisme betekent dat de bacteriën ofwel te veel zout uit hun omgeving opnemen, ofwel te veel water verliezen – waardoor ze uitdrogen en sterven.
Professor Angelika Gründling, hoofdauteur van het onderzoek van de afdeling Geneeskunde van Imperial zei: “De Staphylococcus aureus-bacterie is een belangrijke ziekteverwekker en veroorzaakt veel ernstige infecties bij patiënten. Met dit onderzoek hebben we nu een beter inzicht in hoe de bacterie omgaat met zoutstress. Hoewel dit onderzoek zich nog in een vroeg stadium bevindt, hopen we dat deze kennis ons op een dag zal helpen om via voedsel overgedragen stafylokokkeninfecties te voorkomen, en ook nieuwe mogelijkheden zal openen voor een type behandeling dat naast antibiotica kan werken.”
In de nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science Signaling, bekeek het team MRSA-cellen in het lab en ontdekte dat een signaleringsmolecuul genaamd cyclische di-AMP cruciaal is voor het proces waarmee de bacteriën hun zoutgehalte reguleren.
Staphylococcus aureus zijn notoir resistent tegen hoge zoutconcentraties, hoewel wetenschappers tot nu toe onduidelijk waren waarom. In de huidige studie onthulde het team dat wanneer de signaalmolecule detecteert dat de bacterie zich in een omgeving met een hoge zoutconcentratie bevindt, de molecule zich vastklampt aan verschillende ’transporter’-eiwitten om hen het signaal te geven te reageren en de cel te beschermen.
Hoge zoutconcentraties hebben tot gevolg dat water uit een cel wordt onttrokken – dit is de reden waarom we dorst hebben na het eten van zout voedsel.
Om waterverlies te voorkomen, trekt het transporter-eiwit een type molecule de cel in dat werkt als een miniatuursponsje. Het zuigt het water op, sluit het op in de cel en voorkomt dat het ontsnapt. Door het waterverlies te stoppen, voorkomen de miniatuursponsjes ook dat zout de cel binnenkomt.
De onderzoekers waren in staat dit zoutmechanisme te verstoren en ontdekten dat door het signaal naar het transporteiwit te verhogen, het aantal van deze miniatuursponsjes aanzienlijk werd verminderd. Het remmen van deze zoutbeschermingsmechanismen maakt MRSA-cellen gevoeliger voor zout — wat uiteindelijk zou kunnen leiden tot de vernietiging van de bacteriecellen.
Uit experimenten van andere teams is gebleken dat een soortgelijk mechanisme aanwezig is in Listeria-bacteriën, die ook een veelvoorkomende bron van voedselvergiftiging zijn.
Dr Christopher Schuster, co-auteur van het onderzoek van de afdeling Geneeskunde van Imperial, voegde hieraan toe: “Veel conserveringsmethoden voor voedsel gebruiken zout om voedsel vers te houden en te voorkomen dat bacteriën zich vermenigvuldigen. Er zijn echter altijd bacteriën, zoals Staphylococcus aureus, die resistent zijn tegen deze hoge zoutgehalten en overleven. Maar als we een behandeling kunnen ontwikkelen die deze signaalmoleculen onderbreekt, kunnen we ervoor zorgen dat zout alle bacteriën doodt.”
Het team onderzoekt dit mechanisme nu verder, in de hoop de exacte manier te vinden waarop het signaalmolecuul het transporteiwit reguleert. Ze onderzoeken ook welke andere soorten moleculaire sponzen bij dit proces betrokken zijn.