Onderzoekers hebben een nieuwe modificatie - glycerolfosfaat - op het oppervlak van de bacterie Groep A Streptococcus geïdentificeerd. Dit opent mogelijkheden om een vaccin tegen dit pathogeen te ontwikkelen.
 
De meeste mensen denken bij "keelontsteking" aan een relatief goedaardige infectie die kan worden genezen door een antibioticakuur en een paar dagen rust. Maar de bacterie die keelontsteking veroorzaakt - Groep A Streptococcus (GAS) of Streptococcus pyogenes - is ook verantwoordelijk voor veel gevaarlijkere aandoeningen, waaronder reumatische hartaandoeningen en sepsis. Met het spook van antibioticaresistentie en de grote ziektelast (wereldwijd 500 duizend doden per jaar) die wordt veroorzaakt door de bacterie, is de urgentie voor het ontwikkelen van een vaccin groot.
 
Dikke celwand
GAS heeft een dikke celwand die de bacterie beschermt tegen aanvallen van het menselijke immuunsysteem. Daarnaast zijn GAS isolaten divers en kunnen infecties met GAS ernstige autoimmuunreacties veroorzaken, zoals acuut reuma, waardoor de ontwikkeling van een effectief vaccin lang onmogelijk leek.


Group A Streptococcus

Een van de veelbelovende vaccinantigenen is een complexe suikerstructuur die op het oppervlak van alle GAS isolaten voorkomt. Uit onderzoek van dr. Nina van Sorge van de Medische Microbiologie van het UMC Utrecht en collega's van de University of Kentucky en Stockholm University is echter gebleken dat de moleculaire structuur van deze suiker er anders uitziet dan decennia lang werd aangenomen. Deze ontdekking is - volgens de onderzoekers - waarschijnlijk van belang voor de ontwikkeling van vaccins, omdat deze een invloed kan hebben op de herkenning en opruiming van streptokokken door het immuunsysteem.
 
Identificatie van genen
De onderzoekers gingen op zoek naar genen die resistentie van GAS tegen twee antimicrobiële stoffen veroorzaken: zinkionen en het enzym fosfolipase A2-IIA. Ze vonden dat beide testen hetzelfde resistentie gen identificeerden: gacH. Het team van meer dan een dozijn wetenschappers uit vijf landen, allen met een specifieke expertise, ontcijferde verder de functie van het eiwit dat door het gen wordt gecodeerd met behulp van biochemische, analytische en structurele methoden. Hierbij stelden ze vast dat dit gen GAS in staat stelt de glycopolymeren in de celwand te modificeren met behulp van glycerolfosfaat waardoor de interactie met het immuunsysteem verandert.
 
"Deze niet eerder bekende modificatie van de celwand van GAS beïnvloedt de interacties tussen gastheer en pathogeen en kan daarom een zeer aantrekkelijk doelwit zijn voor het ontwerpen van vaccins, vooral omdat het voorkomt in alle genomen van GAS," zei Van Sorge.
 
Gezondheidseffecten
Omdat GAS tot de top-10 van de oorzaken van sterfte door infectieziekten in de wereld behoort, zijn de potentiële gezondheidseffecten van een vaccin aanzienlijk, met name wanneer middelen en toegang tot gezondheidszorg beperkt zijn. "We hebben aanvullende studies nodig om aan te tonen dat dit glycerolfosfaat-gemodificeerde glycopolymeer kan worden opgenomen als een onderdeel van een veilig en effectief vaccin tegen GAS," zei Van Sorge.
 
Publicatie
Edgar RJ, van Hensbergen VP, Ruda A, Turner AG, Deng P, Le Breton Y, et al. Discovery of glycerol phosphate modification on streptococcal rhamnose polysaccharides. Nature Chemical Biology, April 1, 2019 doi.org/10.1038/s41589-019-0251-4