Tuberculosebacteriën kunnen zich 'dood houden' om immuunreactie te overleven

Het vaccin beschermt jaarlijks meer dan 100 miljoen baby's tegen ernstige vormen van tuberculose (tbc), waaronder de dodelijke zwelling van de hersenen die zich bij baby's kan ontwikkelen. Maar datzelfde vaccin voorkomt niet de veelvoorkomende vorm van tbc bij volwassenen, die de longen aantast. Hierdoor blijft de ziekte de dodelijkste infectieziekte ter wereld, waaraan jaarlijks 1,25 miljoen mensen overlijden.

Volgens de meeste studies zorgt het huidige tbc-vaccin voor een krachtige immuunreactie. Standaardmetingen van immuniteit voorspellen echter geen bescherming bij volwassenen. Daarom kozen wetenschappers van de Cummings School of Veterinary Medicine van Tufts University, de University of Utah, de Harvard TH Chan School of Public Health en Texas A&M University voor een nieuwe aanpak: ze bestudeerden hoe de tbc-bacterie het immuunsysteem ontwijkt dat erop gebrand is de bacterie te vernietigen.

Hun genetische studie bij muizen, onlangs gepubliceerd in npj Vaccines, toonde aan dat TB-bacteriën zich feitelijk 'dood' kunnen houden om de immuunreactie te overleven.

Tuberculose is ook bekend onder de historische naam tering. Deze term duidt op de langzame, slopende en vaak dodelijke progressie van de ziekte.

"Er is dringend behoefte aan betere preventie, omdat behandeling alleen de verspreiding van tbc niet zal stoppen", zegt Amanda Martino, MD, MPH, PhD, universitair hoofddocent aan de Cummings School of Veterinary Medicine en medeauteur van de studie. "Toen tbc-medicijnen meer dan 60 jaar geleden beschikbaar kwamen, daalde het aantal gevallen wereldwijd dramatisch. Maar tbc is teruggekeerd met de hiv-epidemie en raakt steeds meer resistent tegen traditionele antibiotica. Nu zijn er slechts een paar nieuwe medicijnen beschikbaar om resistente tbc te behandelen, waardoor het veel moeilijker te genezen is."

In tegenstelling tot andere luchtwegaandoeningen zoals influenza of COVID-19, die worden veroorzaakt door virussen en vanwege hun frequente mutaties voortdurend vaccinatie vereisen, wordt tuberculose veroorzaakt door een zeer genetisch stabiele bacterie, Mycobacterium tuberculosis. In theorie betekent dit dat de ziekte gemakkelijk te voorkomen zou moeten zijn met een vaccin.

In hun onderzoek gebruikte het team een techniek genaamd transposon insertion sequencing (TnSeq) om te bepalen welke genen de bacteriën nodig hadden om te overleven in vier groepen muizen.

• De eerste groep werd gevaccineerd met een bestaand vaccin (meer dan 100 jaar geleden ontwikkeld tegen een variant van tuberculose bij koeien).
• De tweede kreeg een experimenteel vaccin op basis van een menselijke variant van tuberculose. Uit preklinische studies is gebleken dat dit vaccin een sterkere immuunreactie teweegbrengt.
• De derde groep was eerder geïnfecteerd met TBC en vervolgens behandeld met antibiotica.
• De vierde groep (controle) was nog nooit blootgesteld aan het vaccin of de infectie.

De wetenschappers verwachtten belangrijke genen te vinden die de bacteriën gebruiken om te overleven in gevaccineerde gastheren, en inderdaad vonden ze verschillende potentiële doelwitten voor toekomstige vaccins. Maar de grootste verrassing waren de genen die de bacteriën na vaccinatie of infectie niet meer nodig hadden.

"We waren vooral verrast dat bepaalde genen die normaal gesproken belangrijk zijn voor de snelle groei van de bacterie en het veroorzaken van een ernstige tbc-infectie, niet zo noodzakelijk bleken wanneer de bacterie een lichaam infecteert met een reeds bestaande immuunreactie - of dit nu door vaccinatie of een eerdere infectie komt", aldus Martino.

In plaats daarvan ontdekten de onderzoekers dat TB-bacteriën hun strategie omgooien en vertrouwen op andere genen die hen helpen omgaan met stress en 'bevriezen' in een ongunstige omgeving.

"We vermoeden dat de bacteriën zich een beetje 'onder de radar' houden totdat de immuunreactie verzwakt is – door de werkzaamheid van het vaccin, hiv of andere factoren", legt Allison Carey uit, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Utah en medeauteur van de studie.

Deze bevindingen kunnen wetenschappers helpen bij het ontwikkelen van medicijnen die samen met vaccins kunnen worden gebruikt om het immuunsysteem te helpen tuberculose te 'roken' op de plek waar het zich verstopt.

Het team ontdekte ook dat verschillende vaccins, of de manier waarop ze worden toegediend, de genen beïnvloeden die tbc nodig heeft om te overleven. Dit toont aan dat verschillende vaccins verschillende druk uitoefenen op de bacterie, en opent de weg naar nieuwe, effectievere vaccin-boostercombinaties.

"Deze bacterie is ongelooflijk goed aangepast om te overleven in het immuunsysteem", zegt Martino. "Hij infecteert mensen al sinds het oude Egypte. Er is meer onderzoek nodig om tbc eindelijk te slim af te zijn en deze wereldwijde noodsituatie onder controle te krijgen."