Bacteriofagen: een Belgisch verhaal

Bacteriofagen of 'fagen' zijn kleine virussen die bacteriën kunnen doden. Ze staan vandaag volop in de belangstelling als alternatief voor antibiotica. Wetenschapsjournalist Rinke van den Brink schetst de geschiedenis van deze bacterie-killers - waarin Belgen een grote rol gespeeld hebben en nog steeds spelen.

7 oktober 2024

Sinds het begin van het leven op aarde zijn bacteriën en bacteriofagen in een wapenwedloop verwikkeld. De fagen pogen de bepaalde soort of het subtype van bacterie waar ze evolutionair bijpassen te doden. Bacteriën gebruiken dan verschillende mechanismen om zichzelf resistent te maken tegen deze fagen - die op hun beurt weer de bacteriële verdedigingsmechanismes trachten te omzeilen.

Het voorbije decennium is de belangstelling voor de medische toepassing van bacteriofagen snel toegenomen, vooral onder druk van de groeiende antibiotica- resistentie in de wereld. Rinke van den Brink was tot eind 2021 redacteur gezondheidszorg voor de Nederlandse omroep NOS en schreef eerder al het boek Het einde van de antibiotica.

Geen van de tientallen experts waarmee hij voor dat boek sprak, had het over bacteriofagen, herinnert van den Brink zich. Onderzoekers die met fagen bezig waren, kregen op congressen over infectieziekten en antibioticaresistentie weinig ruimte. De medische toepassing van bacteriofagen werd in de westerse wereld lange tijd niet serieus genomen - fagen, dat was 'communistische geneeskunde' uit landen achter het IJzeren Gordijn die geen toegang hadden tot moderne, westerse antibiotica en wetenschap.

Lange geschiedenis

Onderzoek naar fagen heeft echter een lange stamboom. Al in 1894 stelde de Britse bacterioloog Ernest Hankin vast dat watermonsters uit de heilige rivieren van India nauwelijks bacteriën bevatten, hoewel mensen zichzelf en hun vee erin wasten, zich erin ontlasten en hun afval en lijken erin dumpten. Hankin ontdekte dat deze mysterieuze 'beschermende eigenschap' niet verdween als het rivierwater gefilterd werd, wel als het gekookt werd.

Als ontdekker van bacteriofagen geldt de Frans-Canadese microbioloog Félix d'Hérelle, die in 1917 een 'onzicht- bare microbe' isoleerde met antagonistische eigenschappen tegen de Shigella-bacterie. Pas in 1940 werd met de pas uitgevonden elektronenmicroscoop bevestigd dat het om een virus ging. D'Hérelle slaagde er in 1927 in om met behulp van fagen een cholera-epidemie in Punjab de kop in te drukken.

Al in 1921 was een eerste casus van een klinisch experiment beschreven: professor Richard Bruynoghe en zijn leerling Joseph Maisin (Bacteriologisch Instituut van de KU Leuven) injecteerden fagen in en rond huidwonden veroorzaakt door Staphylococcus aureus, met goede resultaten.

Twee andere Belgen gelden eveneens als pioniers: René Appelmans ontwikkelde een protocol om fagen te verdunnen dat nog steeds gebruikt wordt, en André Gratia experimenteerde met faagtherapie in het labo van Jules Bordet - hoewel die Nobelprijswinnaar zelf niet overtuigd was van het bestaan van bacteriofagen.

Vergetelheid

Fagen geraakten in westerse landen echter in vergetelheid na de ontdekking van penicilline door Alexander Fleming, en door de industriële productie van antibiotica die tegen verschillende bacteriën inzetbaar zijn - terwijl fagen altijd één specifieke soort in het vizier nemen.

In Sovjetstaten, met name in Georgië en Rusland, bleef het onderzoek naar bacteriofagen echter doorgaan, evenwel fors gehinderd door de Grote Terreur van Stalin die vele wetenschappers hun baan of hun leven kostte.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog bewezen bacteriofagen hun waarde voor het Rode Leger, dat niet over penicilline beschikte. Bij het beleg van Leningrad en de slag om Stalingrad werden fagen op grote schaal ingezet. Na de oorlog ging het onderzoek naar fagen in het Oostblok verder - grotendeels genegeerd door westerse wetenschappers.

Drijvende kracht

Pas in de 21ste eeuw, mede als gevolg van de groeiende resistentie tegen conventionele antibiotica, geraken bacteriofagen weer in de belangstelling. Belgische artsen en onderzoekers spelen daarbij opnieuw een belangrijke rol, met Jean-Paul Pirnay van het Militair Hospitaal Koningin Astrid als drijvende kracht (zie ook 'Bacteriofagen, een speciaal soort medicijn' in Artsenkrant, 14 juni 2024).

Het lab van Pirnay levert fagen voor een studie in het UZ Leuven, Phageforce, die patiënten met moeilijk behandelbare infecties includeert. De pragmatische Belgische regelgeving over de productie en de kwaliteitscontrole van de gebruikte fagen zal in de toekomst zelfs dienen als model voor andere Europese landen.

Ondanks de positieve resultaten van recent onderzoek zullen bacteriofagen alleen niet de oplossing zijn voor antibioticaresistentie, zegt professor Willem-Jan Metsemakers (UZ Leuven) in het boek. "We hebben casussen waarbij fagen heel goed werken, maar in een deel van de gevallen werkt het niet. We weten niet waarom dat zo is, dat moet verder onderzocht worden."

Het boek van van den Brink weet in elk geval hard te maken dat 'fagen' in de toekomst een grotere rol zullen spelen bij de bestrijding van ernstige infecties.