Bacteriofagen, de vriendelijke virussen

Net een week geleden kwam een grote zending voedingssupplementen van Jarrow Formulas binnen, die één geweldig nieuw product bevatte met de naam 'Immune Booster'. Eigenlijk was ik me er ten tijde van de bestelling niet eens van bewust hoe fantastisch dit nieuwe product wel niet was, omdat ik het domweg besteld had omdát het nieuw was, zonder alle details volledig te controleren.
Desalniettemin, toen ik de informatie op Jarrow's eigen website naspeurdem was de identiteit ervan nog steeds in nevelen gehuld: Immune Booster wordt door Jarrow een prebioticum genoemd, terwijl het enerzijds een heilzaam probiotcium met de naam 'Bacillus subtilus'bevat evenals een geheimzinnig tweede element met de naam 'PreforPro® ' wat 4 verschillende 'ingrediënten' omvatte, die allemaal eindigden op 'viridae' bevat. "Viridae?"dacht ik, "is dat niet een afgeleide van een virus?"
En inderdaad dat is het! Sterker nog: deze 4 'viridae' zijn een heel specifiek type virussen! Het zijn 'bacterie-etende virussen' met de generieke naam 'bacteriofagen' waarbij 'faag' verwijst naar het 'eten'. Immune Booster is dus enerzijds een probioticum vanwege de Bacillus, maar wat is het andere deel dan? Virussen kun je moeilijk prebiotica of postbiotica noemen, nietwaar?

Hoe dan ook, de ontdekking dat Immune Booster bacteriofagen bevat, liet me een gat in de lucht springen van opwinding!
Waarom? Ik had gelezen over de behandeling van bacteriofagen in voormalige Sovjetrepublieken. De functie van bacteriofagen is om bacteriële infecties te behandelen, wanneer antibiotica niet beschikbaar zijn.
In westerse landen werd deze gewoonte om bacteriële infecties te behandelen ook vaak gebruikt ... tot de ontdekking van antibiotica toen het gebruik ervan vrij snel ophield, althans totdat antibiotica-resistentie de kop opstak.

Dit onderwerp ligt me ook zeer na aan het hart, aangezien ik bijna 20 jaar geleden een vreselijk ernstige voedselvergiftiging opliep waarbij ik ruim 3 weken doorbracht in het ziekenhuis en er bovenop kwam dankzij zeer zware antibiotica-kuren.

Dus, bij deze een lange introductie tot het wonder dat bacteriofagen heet!

Vuur met vuur bestrijden: bacteriën doden met een virus

De tijd waarin we nog volop antibiotica kunnen gebruiken raakt op. Steeds vaker overlijden mensen aan onbehandelbare bacteriële infecties door antibioticaresistentie. Bacteriën muteren zo snel dat ze eerder resistent tegen antibiotica worden dan dat er nieuwe kunnen worden ontwikkeld, wier proces in het algemeen 10 jaar of langer duurt.

Deze traagheid betekent dat we aan de verliezende hand zijn in deze antibiotica wapenwedloop. We hebben dringend een alternatieve methode nodig om bacteriële infecties te bestrijden. Een veelbelovende methode om bacteriën te doden is het gebruik van bacteriofagen: virussen die bacteriën infecteren en doden.

Bacteriofagen: natuurlijke vijanden van bacteriën

Bacteriofagen, kortweg fagen genoemd, werden onafhankelijk van elkaar ontdekt door Frederick Twort in 1915 en Félix d'Herelle in 1917, meer dan tien jaar vóór penicilline, het meest bekende antibioticum. In de daaropvolgende jaren werden fagen gebruikt om dysenterie en cholera met succes te behandelen. Deze fagen werden geïsoleerd uit de ontlasting van patiënten, die onverwacht herstelden van de ziekte. Wetenschappers speculeerden dat er iets in deze fortuinlijke patiënten aanwezig was, dat hielp om schadelijke bacteriën uit hun ingewanden te verwijderen. Ze isoleerden fagen uit de ontlasting, zuiverden ze en gaven de fagen aan andere patiënten. In één onderzoek stierf 63% van de onbehandelde mensen die aan cholera leden in Punjab, India, terwijl slechts 8% van degenen die met fagen werden behandeld, stierf. Ondanks dit eclatante succes werd fagentherapie al snel overschaduwd door de ontdekking van penicilline en de opkomst van antibiotica.

Toen fagen aanvankelijk werden gebruikt voor de behandeling van cholera, waren wetenschappers nog maar net begonnen met het bestuderen van virussen en speculeerden ze over hoe fagen werken. Pas in 1940 werden de eerste afbeeldingen van fagen verkregen met behulp van een elektronenmicroscoop. We weten nu dat fagen virussen zijn die alleen bacteriën infecteren. Omdat het virussen zijn kunnen fagen niet alleen leven en zich voortplanten. Virussen moeten een gastheercel binnendringen, de voedingsstoffen van de gastheer consumeren om meer kopieën van zichzelf te maken en uiteindelijk de gastheercel verlaten – vaak door de gastheer daarbij te doden.

In het algemeen is de eerste stap van het besmettingsproces de herkenning van de gastheerbacterie door erop te landen. Elk type fagen heeft een specifiek landingsplatform. De faag injecteert vervolgens zijn DNA in de bacterie. Dit DNA kopieert zichzelf, maakt meer van de schil van de faag en verpakt het nieuw gemaakte DNA in de nieuwe schil. Ten slotte produceert de faag giftige chemicaliën die de bacteriële gastheer van binnenuit scheuren, waardoor zijn nieuw gemaakte kinderen naar buiten worden vrijgegeven om nog meer bacteriën te infecteren.

Voordelen van het gebruik van fagen ten opzichte van antibiotica

Een antibioticum is een chemische stof die bacteriën doodt. Het doet dit door een of meer van de belangrijke processen te verstoren die bacteriën nodig hebben om te overleven. Omdat deze processen bij veel bacteriën voorkomen, kan één "breedspectrum"-antibioticum mogelijk vele soorten bacteriën tegelijk doden. Hoewel antibiotica een revolutie teweeg hebben gebracht in de geneeskunde en vaak zeer effectief zijn in het stoppen van bacteriële infecties, kunnen goed ontwikkelde fagen verschillende voordelen hebben ten opzichte van antibiotica.

Ten eerste zijn fagen specifiek voor één bacteriesoort en daarom is het onwaarschijnlijk dat ze de nuttige microben die in onze ingewanden leven verstoren. Het menselijk lichaam wordt bevolkt door meer dan duizend soorten microben, die naar schatting ongeveer 3-5 pond van ons totale lichaamsgewicht uitmaken. Deze microben doen belangrijk werk voor ons, zoals ons helpen voedingsstoffen te maken die we zelf niet kunnen maken. Omdat veel antibiotica bacteriën zonder onderscheid doden, resulteert de behandeling van een infectie met een antibioticum ook in het doden van deze gunstige darmbacteriën. Elke faag daarentegen is geëvolueerd om slechts een specifieke set bacteriën te doden. Omdat een faag met een beperkte reikwijdte doodt, kan deze worden gebruikt om een infectie te genezen zonder de gemeenschap van nuttige bacteriën in ons lichaam te verstoren.

Ten tweede kunnen fagen antibioticaresistente bacteriën doden. De manier waarop fagen bacteriën doden, is voor bacteriën moeilijker om resistentie tegen te ontwikkelen in vergelijking met de manier waarop antibiotica bacteriën doden. In plaats van te voorkomen dat bacteriën een specifiek proces uitvoeren, zoals in het geval van antibiotica, vernietigen fagen actief de celwand en het celmembraan van de bacterie en doden ze bacteriën door van binnenuit veel gaten te maken. Bovendien ontwikkelen veel bacteriën een biofilm – een dikke laag stroperige materialen die hen beschermen tegen antibiotica. Veel fagen zijn uitgerust met hulpstoffen, die deze biofilm kunnen verteren..

Waarom worden fagen dan niet vaker ingezet?

Met uitzondering van behandelingsopties die in een paar landen beschikbaar zijn, zijn fagen grotendeels vergeten en worden ze niet meer gebruikt als behandeling bij een bacteriële infectie. Een belangrijke reden is dat antibiotica de afgelopen 50 jaar zo goed hebben gewerkt dat de meeste landen niet opnieuw een onderzoek hebben gestart naar het klinische gebruik van fagen. Maar een andere reden is dat er enkele beperkingen zijn voor het gebruik van fagen als behandeling.

Ten eerste zijn fagen moeilijker schoon te bereiden. Om fagen te produceren, moeten wetenschappers eerst een grote hoeveelheid bacteriën kweken die de natuurlijke gastheer van de faag zijn. De bacterie wordt vervolgens geïnfecteerd met de fagen, en de fagen vermenigvuldigen zich op hun beurt en doden alle bacteriën. De moeilijkheid begint met het isoleren van levende fagen uit een groot aantal dode bacterie-lijkjes. Als ze niet worden verwijderd uit de uiteindelijke medicatie die aan de patiënt wordt gegeven, kunnen dode bacterielichamen een dodelijke immuunrespons veroorzaken die sepsis wordt genoemd.
Een andere uitdaging is om de juiste concentratie fagen te verkrijgen, aangezien de concentratie niet direct kan worden gemeten. Als de concentratie te laag is, zou faagtherapie niet werken. Veel van de vroege commerciële faagproducten waren van slechte kwaliteit en niet in staat om infectieziekten te behandelen, waardoor faagtherapie in diskrediet kwam.

Ten tweede duurt het langer voordat fagen kunnen worden ingezet bij een behandeling in vergelijking met antibiotica. Omdat een enkel type faag maar een paar bacteriesoorten kan infecteren, moet de faagselectie met zorg gebeuren. Eerst moeten artsen de identiteit achterhalen van de bacterie die de ziekte veroorzaakt. Vervolgens moeten ze nagaan of de beschikbare fagen deze bacteriestam kunnen doden. Zo niet, dan moeten ze op zoek naar nieuwe fagen die het werk zouden kunnen doen. Dit proces kost tijd die de patiënten misschien niet hebben – vooral wanneer fagen alleen als laatste redmiddel worden gebruikt bij zeer zieke patiënten.
Aan de andere kant, omdat antibiotica zonder onderscheid doden, kunnen artsen een antibioticum voorschrijven om een patiënt te behandelen zonder eerst het specifieke type bacterie te hoeven identificeren.

Andere zorgen over faagtherapie zijn gericht op de veiligheid en werkzaamheid ervan. Omdat de westerse wereld vele decennia geleden faagtherapie heeft opgegeven, zijn er weinig gegevens over deze onderwerpen beschikbaar. Het onderzoek naar faagtherapie gaat echter door en bloeit in Frankrijk en Oost-Europese landen, vooral in Georgië. Uit hun studies blijkt dat faagtherapie geen grote veiligheidsrisico's vertoont.

Dit specifieke artikel genereerde veel commentaar van lezers. Eén ervan (geschreven in augustus 2018) vonden we dusdanig nuttig dat we het letterlijk citeren:
"Een zeer succesvol laboratorium in het Oostblok [Tbilisi, Georgië] beschikte over geïsoleerde fagen die in staat waren om bijna alle bacteriële infecties te behandelen. Toen het IJzeren Gordijn viel, openbaarde het laboratorium al zijn geheimen in de hoop dat het onderzoek wat ze deden kon doorgaan met nieuwe investeringen.

Maar niemand was geïnteresseerd omdat 'Big Pharma' er geen geld aan kon verdienen.
Het is schandalig dat veel onschuldigen zijn overleden, die succesvol met fagen hadden kunnen worden behandeld, vanwege de op geld georiënteerde drugscultuur van het Westen.
Velen met een onbehandelbare bacteriële infectie kunnen succesvol worden behandeld door het instituut in Georgië, waar het onderzoek wordt voortgezet."
We wijzen u ook op een BBC-documentaire over de behandeling met bacteriofagen die het bekijken waard is: Antibiotic Resistance - The Virus that Cures - BBC Horizon  

Maar laten we verder ingaan op de wonderen die bacteriofagen verrichten. Een andere ontdekking,. die me haast steil achterover liet slaan was dat niet alleen bacteriën in overvloed aanwezig zijn in ons lichaam, maar ook schimmels en virussen! Zelfs ondergetekende met universitaire cursussen microbiologie en virologie op haar naam, had geen idéé!

Bij deze een recenter artikel uit 2020, gericht op de overvloed aan virussen in onze darmen!

Hoe 'goede' virussen de gezondheid kunnen beïnvloeden

Wat is een viroom?

Maak kennis met de bacteriofaag

Wetenschappers beschouwen het viroom als "het grootste, meest diverse en meest dynamische deel van [het] microbioom", en de meerderheid van de virussen in onze ingewanden zijn bacteriofagen. Waar bacteriën zijn, zijn bacteriofagen in overvloed.
Zoals andere onderzoekers uitleggen:
“Fagen zijn de meest voorkomende levensvormen op aarde en zijn vrijwel alomtegenwoordig. […] Sommige zoetwaterbronnen kunnen tot 10 miljard per [milliliter] bevatten.”

Bacteriofagen infecteren bacteriën, nemen hun celmachinerie over en gebruiken deze om hun genetisch materiaal te repliceren.
Het is nu overduidelijk dat darmbacteriën gezondheid en ziekte beïnvloeden, dus het is geen verrassing dat virussen die darmbacteriën infecteren ook een significante invloed kunnen hebben.

Faagtherapie

Van de jaren 1920 tot ver de vijftiger jaren van de vorige eeuw onderzochten wetenschappers of bacteriofagen konden worden gebruikt om bacteriële infecties te behandelen. Deze virussen zijn immers bedreven in het vernietigen van menselijke ziekteverwekkers.
Wetenschappers ontdekten dat faagtherapie niet alleen heel effectief was, maar belangrijker nog, ook vrijwel geheel vrij van nadelige bijwerkingen.

Met de ontdekking van antibiotica verdween de faagtherapie echter naar de achtergrond. Antibiotica konden relatief gemakkelijk worden vervaardigd en ze doodden een breed spectrum aan bacteriesoorten.
Met de huidige hoogtechnologische mogelijkheden en de angstaanjagend snelle ontwikkeling van antibioticaresistentie kon de belangstelling voor faagtherapie echter weer opleven.
Een factor die faagtherapie aantrekkelijk maakt, is de specificiteit ervan. Antibiotica vernietigen vaak een breed spectrum aan bacteriesoorten. Nu we echter weten dat er ‘goede’ bacteriën in de darmen leven, is het duidelijk dat dit niet ideaal is.
Bacteriofagen richten zich ondertussen alleen op een beperkt aantal stammen binnen dezelfde bacteriesoort.
Bovendien vermenigvuldigen ze zich alleen als hun doelwitbacteriën zich in de buurt bevinden. Alles bij elkaar genomen betekent dit dat ze alleen de gewenste bacterie aanvallen, en ze blijven repliceren totdat ze de infectie hebben uitgeroeid.

Vrienden voor het leven

Bacteriofagen gaan in een vroeg stadium mee op de reis van de mens. Een studie onderzocht meconium - een medische term voor de eerste poep van een pasgeborene - en vond geen enkel virus in deze ontlasting terug.
Echter, slechts 1 week na de geboorte bevatte elke gram poep van een baby ongeveer 100 miljoen virusdeeltjes, waarvan de meeste bacteriofagen waren. Ons viroom is echt vanaf de eerste week na de geboorte een levenslange metgezel.
Elk mens heeft een duidelijke selectie van bacteriofagen, die gezamenlijk het faagoom worden genoemd. Mensen die ongeveer hetzelfde dieet hebben, hebben meer overeenkomsten, maar over het algemeen varieert het faagoom van elk individu enorm.

Van symbiose naar dysbiose

Zoals we al weten vernietigen bacteriofagen bacteriën. In sommige situaties kunnen bacteriofagen echter ten goede komen aan bacteriepopulaties.
In de darm komen bacteriofagen voornamelijk voor als pro-fagen. In deze fase wordt hun genetische code opgenomen in het genoom van een bacterie, klaar om bacteriofagen te produceren indien ze geactiveerd worden.
Op dit punt in hun leven is een bacteriofaag niet schadelijk voor een bacterie - ze leven in symbiose.
Omdat bacteriën genetisch materiaal met elkaar kunnen uitwisselen, kan de genetische code van pro-fagen ook tussen individuele bacteriën worden overgedragen.
Ze kunnen "genen uitwisselen die verband houden met antibioticaresistentie, virulentie of metabole routes tussen verschillende bacteriesoorten." Dit zou sommige bacteriesoorten ten goede kunnen komen, waardoor ze mogelijk hun niche kunnen verbreden. De groei kan echter ten koste gaan van andere bacteriekolonies in de darm.

“Profagen leven in symbiose met hun gastheerbacteriën, en deze bacteriën zijn symbiotisch met ons lichaam. Daarom kunnen fagen indirect voordelen bieden aan een meercellig organisme zoals de mens, die verder gaat dan wat onmiddellijk wordt ervaren door hun bacteriële gastheercellen."

Als profagen eenmaal ertoe aangezet worden om actief te worden, bijvoorbeeld in tijden van stress of als de gastheerbacterie in gevaar is, kunnen ze een wijdverbreide verandering in de microbiële gemeenschap van de darm veroorzaken.
De verschuiving van voor bacteriën onschadelijke profaag naar de dodelijke lytische faag kan gemeenschappen van bacteriën wegvagen, waardoor mogelijk "slechte" bacteriën wat ademruimte krijgen en ze de leegte kunnen vullen.
Dit fenomeen wordt 'shuffling' genoemd, net zoals kaarten geschud worden bij het kaartspel en kan leiden tot dysbiose - een microbiële disbalans die juist nadelig voor de mens als gastheer kan uitpakken.

Van dysbiose naar diagnose

Dysbiose wordt geassocieerd met een reeks aandoeningen, waaronder inflammatoire darmaandoeningen, chronisch vermoeidheidssyndroom, obesitas, Clostridium difficile -infectie en colitis. Onderzoekers zijn echter nog steeds niet zeker van de rol van bacteriofagen bij deze aandoeningen.
In deze gevallen kan dysbiose optreden via andere mechanismen. Als alternatief kan het een symptoom van de aandoening zijn, in plaats van de oorzaak.

Onderzoekers hebben veranderingen in darmbacteriën waargenomen bij een verrassend gevarieerd scala aan ziekten, waaronder diabetes type 2, schizofrenie, depressie, angst, de ziekte van Parkinson en nog veel meer.
Omdat bacteriofagen talrijker zijn dan de bacteriën in onze ingewanden en erop vertrouwen dat ze zich vermenigvuldigen, moeten ze worden beïnvloed zijn door of betrokken zijn bij fluctuaties.
Bacteriofagen veroorzaken mogelijk geen veranderingen in de darmen - veranderingen die, zo moet worden toegevoegd, mogelijk niet de oorzaak zijn van de ziekte. In plaats daarvan kunnen bacteriofaagpopulaties gewoon passief worden veranderd door de veranderingen in darmbacteriën.
Hoe belangrijk deze eb en vloed van bacteriofaaggemeenschappen zijn voor gezondheid en ziekte is iets wat nader onderzocht zal moeten worden. Zelfs als deze toe- en afnname niet van cruciaal belang is in de pathologie van een ziekte, kan het waarnemen van deze fluctuaties andere voordelen bieden.
Zo is er bijvoorbeeld de mogelijkheid om het viroom als diagnostisch hulpmniddel te gebruiken. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld ziektespecifieke veranderingen in het darmviroom geïdentificeerd bij mensen met inflammatoire darmaandoeningen, een notoir moeilijke aandoening om te diagnosticeren.

Het probleem met virussen

Bacteriën bestuderen is verre van eenvoudig; ze zijn tenslotte ongelooflijk klein. Bacteriën zijn over het algemeen 0,4-10 micrometer breed. Om enige context te geven: 10 micrometer is slechts een honderdste van een millimeter.

Virussen zijn echter nog kleiner, met een doorsnede van slechts 0,02–0,4 micrometer.

Afgezien van de moeilijkheden die inherent zijn aan het werken op zo'n kleine schaal, vormen virussen andere uitdagingen.
Als wetenschappers willen begrijpen welke bacteriesoorten in een bepaalde populatie aanwezig zijn, extraheren ze genetische informatie.
Hieruit isoleren ze specifieke stukjes code en matchen ze met bestaande databases; meestal gebruiken ze het 16S rRNA-gen. Dit specifieke gen is te vinden in bijna alle bacteriesoorten, en in de loop van de evolutie is het relatief onveranderd gebleven.
Sommige regio's van 16S-RNA worden echter als hypervariabel beschouwd. Door verschillen tussen deze regio's kunnen onderzoekers soorten identificeren.

Virussen daarentegen delen geen gelijkwaardige genen tussen soorten. Dit maakte het bestuderen van het viroom tot voor kort bijna onmogelijk, maar de vooruitgang in sequentiëring van de volgende generatie neemt langzaam de barrières weg.
In dit stadium is de rol van virussen bij de menselijke gezondheid lang niet zo duidelijk als hun rol bij ziekten.

Dat gezegd hebbende, lijkt het ook zeer waarschijnlijk dat virussen een substantiële rol spelen bij het in stand houden van een gezond lichaam. Alleen met vooruitgang in onderzoekstechnieken zal hun volledige impact worden begrepen.
Gezien de onmiddellijke zorgen van antibioticaresistentie, zal de hernieuwde belangstelling voor de bacteriofaag er misschien voor zorgen dat er meer tijd wordt besteed aan dit mysterieuze element van de medische wetenschap.

Toch zal het begrijpen van de wisselwerking tussen de componenten van ons microbioom zwaarbevochten informatie zijn; zoals een paper uitlegt:
"De samenstelling van het darmmicrobioom is niet hetzelfde tijdens de verschillende levensfasen, of zelfs gedurende de uren van dezelfde dag."

Dit vereist vast en zeker langdurig onderzoek, wat echter meer dan de moeite waard is nu steeds meer bacteriën resistent worden tegen antibiotica!

Persbericht over Immune Booster

Jarrow Formulas®, het #1 merk als het om probiotica en klanttevredenheid gaat, kondigt de lancering aan van Immune Booster wat geformuleerd is met twee klinisch bestudeerde ingrediënten. Het nieuwe product ondersteunt een gezond werkend immuunsysteem en een normale spijsvertering.
Immune Booster is verkrijgbaar in een eenvoudig te gebruiken een-portie-verpakking met daarin een smakelijk, snel smeltend poeder met sinaasappelsmaak dat snel oplost op de tong zonder dat daarbij water nodig is.

"De wetenschap heeft duidelijk aangetoond dat 70% van het immuunsysteem zich in de darmen bevindt, dus we wisten dat we ons bij de ontwikkeling van Immune Booster wilden concentreren op het microbioom als het immuniteitskrachtcentrum", zegt Hanan Wajih, Chief Marketing Officer van Jarrow Formulas . "Ons doel was om iets te creëren dat gemakkelijk zou passen in de leefstijl en ochtendroutine van mensen, terwijl het toch voldoet aan de strengen eisen die Jarrow stelt aan welzijn en werkzaamheid van haar probiotica. "

Immune Booster is gemaakt met PreforPro®, een uitmunted presterend prebioticum dat helpt het microbioom (darmflora) in balans te brengen door gunstige probiotische bacteriën meer ruimte te geven om te gedijen. Immune Booster bevat óók bacteriofagen. Fagen zijn overvloedig aanwezig in de natuur en zijn submicroscopische bundels van DNA en RNA met een eiwitomhulsel die worden aangetroffen in zeewier, aarde, gefermenteerd voedsel en in het menselijk lichaam. Bacteriofagen kunnen functioneren in zowel de dunne als de dikke darm en helpen de darmgezondheid te ondersteunen.

Naast PreforPro® is DE111® een ander klinisch ondersteund ingrediënt in Immune Booster dat functioneert als een sporenvormende, immuunondersteunende probiotische stam. DE111® werkt door spijsverteringsenzymen, biosurfactant en exopolysacchariden af te scheiden ter ondersteuning van een gezonde darm en een gezond immuunsysteem .

Immune Booster wordt gelanceerd op een moment dat een goede weerstand een topprioriteit is voor veel consumenten. Uit een landelijk onderzoek door Jarrow bleek dat immuniteit het #1 specifieke voordeel is waar veel consumenten naar op zoek zijn, en 81% van de consumenten gebruikt daarom een vitamine of supplement met weerstandsverhogende eigenschappen of is daarin geïnteresseerd.

Jarrow Formulas® streeft ernaar om met alle producten aan de behoeften van zoveel mogelijk consumenten te voldoen. Immune Booster bvat géén genetisch gemodificeerd materiaal, is geschikt voor vegetariërs en bevat evenmin tarwe, gluten, sojabonen, zuivel, eieren, vis/schaaldieren, pinda's/noten of sesamzaadjes.