Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Otago in Nieuw-Zeeland heeft een zeer nauwkeurige driedimensionale structuur ‘blauwdruk’ getekend van een bacteriofaag (een virus dat bacteriën infecteert), wat een nieuwe wetenschappelijke basis biedt voor het gebruik van virussen om multiresistente ‘superbugs’ te bestrijden. De onderzoekers zeggen dat dit resultaat niet alleen helpt bij het screenen op fagen die geschikter zijn voor behandeling, maar ook oude verbanden in de evolutionaire geschiedenis van virussen onthult.
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Otago in Nieuw-Zeeland heeft een zeer nauwkeurige driedimensionale structuur ‘blauwdruk’ getekend van een bacteriofaag (een virus dat bacteriën infecteert), wat een nieuwe wetenschappelijke basis biedt voor het gebruik van virussen om multiresistente ‘superbugs’ te bestrijden. De onderzoekers zeggen dat dit resultaat niet alleen helpt bij het screenen op fagen die geschikter zijn voor behandeling, maar ook oude verbanden in de evolutionaire geschiedenis van virussen onthult.
James Hodgkinson-Bean, eerste auteur van het artikel en PhD bij de afdeling Microbiologie en Immunologie van de Universiteit van Otago, wees erop dat naarmate de dreiging van antimicrobiële resistentie blijft escaleren, fagen steeds meer aandacht krijgen als alternatief voor traditionele antibiotica. Hij introduceerde dat fagen onschadelijk zijn voor meercellige organismen, inclusief mensen, maar zeer selectief specifieke bacteriën kunnen herkennen en doden. Daarom worden ze steeds vaker gebruikt in zogenaamde ‘faagtherapie’ om zeer resistente bacteriële infecties te behandelen.
Volgens hem zijn bacteriofagen ‘uiterst geavanceerde virussen’ waarvan het infectieproces afhankelijk is van een enorme machineachtige structuur: de ‘staart’. Deze studie maakte gebruik van structurele biologietechnologie met hoge resolutie om een gedetailleerde moleculaire analyse uit te voeren van een faag genaamd Bas63 die E. coli herbergt, waarbij de nadruk lag op het onthullen hoe zijn staart functioneert tijdens het infectieproces. Relevante resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.
Het werk werd uitgevoerd door wetenschappers van de Universiteit van Otago en het Okinawa Institute of Science and Technology. Hodgkinson-Bean wees erop dat dergelijke structurele onderzoeken cruciaal zijn voor het begrijpen van de verschillen in infectiegedrag die verschillende fagen in experimenten vertonen, en ook een belangrijke referentie bieden voor het klinisch selecteren van de "meest geschikte" faag.
Mihnea Bostina, corresponderend auteur van het artikel en universitair hoofddocent bij de afdeling Microbiologie en Immunologie aan de Universiteit van Otago, zei dat fagen steeds belangrijker worden in de context van de toenemende mondiale antibioticaresistentie en plantenziekten die de voedselzekerheid blijven bedreigen. Hij benadrukte dat deze gedetailleerde ‘blauwdruk’ van de faagstructuur meer rationeel ontworpen toepassingen op medisch, landbouw- en industrieel gebied zal bevorderen, zoals de behandeling van medicijnresistente infecties en het opruimen van biofilms in voedselverwerkings- en watervoorzieningssystemen.
Onderzoek toont aan dat de driedimensionale structuur van het virus zeldzame ‘whisker-collar’-verbindingsstructuren, hexamere decoratieve eiwitten en diverse staartvezels bevat. Bostina wees erop dat deze fijne driedimensionale gegevens naast wetenschappelijke waarde ook creatieve inspiratie kunnen bieden aan kunstenaars, animatiebeoefenaars en docenten in de populaire wetenschap.
Hodgkinson-Bean benadrukte ook dat het bestuderen van de structuur van virussen ook kan helpen de oude evolutionaire geschiedenis van virussen te traceren. Hij wees erop dat DNA voor mensen meestal de beste ‘vingerafdruk’ is voor het traceren van evolutionaire relaties, maar in de wereld van virussen kunnen driedimensionale structuren vaak diepere relaties met ver verwante virussen onthullen. In deze studie ontdekte het team enkele structurele kenmerken die voorheen alleen bij verre virussen waren waargenomen, waardoor voorheen niet-herkende evolutionaire verbanden aan het licht kwamen.
Door structurele studies weten wetenschappers al dat bacteriofagen verwant zijn aan herpesvirussen, een relatie die vermoedelijk teruggaat tot miljarden jaren vóór de opkomst van meercellig leven. Hodgkinson-Bean zei dat we in deze zin, wanneer we de structuur van fagen observeren, feitelijk ‘levende fossielen waarderen, primitieve oude levensvormen’, die ‘op zichzelf een unieke schoonheid hebben’.
De deze keer aangekondigde virusstructuur is de tweede grote prestatie in zijn soort die dit onderzoeksteam op dit gebied heeft bereikt. Ze hebben eerder de structuur geanalyseerd van een virus dat aardappelziekten veroorzaakt, en gerelateerd werk is onlangs gepubliceerd in wetenschappelijke tijdschriften. Het nieuwste artikel met de titel "Cryo-EM-structuur van bacteriofaag Bas63 onthult structureel behoud en diversiteit in het geslacht Felixounavirus" werd op 12 november 2025 gepubliceerd in Science Advances.
Terwijl antibiotica geleidelijk hun ‘controle’ over sommige ziekteverwekkers verliezen, biedt deze hoge resolutie ‘blauwdruk’ van faagstructuren nieuwe hoop voor de toekomstige ontwikkeling van nauwkeurigere en efficiëntere faagtherapieën om superbacteriën aan te pakken.