Welke Schimmel Wordt Gebruikt Om Een Antibioticum Te Maken

We kennen allemaal wel dat moment: een vervelende infectie die maar niet over lijkt te gaan. Misschien heb je zelf antibiotica gebruikt, of ken je iemand die er baat bij heeft gehad. Maar heb je je ooit afgevraagd waar deze levensreddende medicijnen eigenlijk vandaan komen? Vaak is het antwoord verrassend: schimmels spelen een cruciale rol.

Het idee dat iets dat ons soms ziek kan maken, ons ook kan genezen, lijkt misschien tegenstrijdig. Toch is het de basis van veel antibiotica. In dit artikel duiken we dieper in de wereld van schimmels en antibiotica. We bekijken welke schimmel specifiek gebruikt wordt voor de productie van een bekend antibioticum, hoe dit proces verloopt, en wat de impact is op ons dagelijks leven.

Het Wonder van Penicillium: De Ontdekking van Penicilline

Het verhaal van antibiotica begint vaak met een naam: Alexander Fleming. In 1928 deed hij een toevallige, maar revolutionaire ontdekking. Fleming was een Schotse bacterioloog die werkte in het St. Mary's Hospital in Londen. Hij bestudeerde Staphylococcus, een bacterie die vaak verantwoordelijk is voor infecties.

Een van Flemings petrischalen, waarop hij Staphylococcus kweekte, raakte besmet met een blauwgroene schimmel. Hij merkte op dat rondom de schimmel de bacteriën niet groeiden. Deze 'schimmel' bleek een Penicillium schimmel te zijn. Het was deze observatie die leidde tot de ontdekking van penicilline, het eerste antibioticum.

De specifieke Penicillium soort die Fleming ontdekte, was oorspronkelijk Penicillium notatum. Tegenwoordig wordt de penicilline die op grote schaal geproduceerd wordt, meestal gemaakt met Penicillium chrysogenum. Deze soort bleek stabieler en produceerde hogere opbrengsten van penicilline.

Hoe Werkt Penicilline?

Penicilline behoort tot de groep van bètalactam antibiotica. Deze antibiotica werken door het verstoren van de celwandvorming van bacteriën. De celwand is essentieel voor de structuur en overleving van bacteriën. Penicilline bindt zich aan specifieke enzymen (penicillinebindende proteïnen of PBP's) die betrokken zijn bij de opbouw van de celwand. Door deze enzymen te blokkeren, wordt de celwand verzwakt en uiteindelijk breekt de bacterie open en sterft.

Penicilline is effectief tegen veel gram-positieve bacteriën (zoals streptokokken en stafylokokken).
Het is ook werkzaam tegen sommige gram-negatieve bacteriën.
Het is minder effectief tegen bacteriën zonder celwand, of bacteriën die resistentie hebben ontwikkeld.

Het Productieproces van Penicilline

Van Flemings toevallige ontdekking tot de massaproductie van penicilline was een lange weg. Het proces omvat verschillende stappen:

Selectie van de juiste schimmelstam: Zoals eerder vermeld, wordt meestal Penicillium chrysogenum gebruikt vanwege de hogere opbrengsten. Er worden constant nieuwe stammen ontwikkeld die nog efficiënter penicilline produceren.
Fermentatie: De schimmel wordt gekweekt in grote fermentatietanks met een specifieke voedingsbodem. De omstandigheden (temperatuur, pH, zuurstofniveau) worden nauwlettend in de gaten gehouden om de groei van de schimmel en de productie van penicilline te optimaliseren.
Extractie en zuivering: Na de fermentatie wordt de penicilline uit de vloeistof geëxtraheerd. Dit gebeurt met behulp van verschillende chemische processen. De penicilline wordt vervolgens gezuiverd om onzuiverheden te verwijderen.
Chemische modificatie: De verkregen penicilline is vaak nog niet de eindvorm die we in medicijnen vinden. Chemische modificaties kunnen worden uitgevoerd om de stabiliteit, werkzaamheid of het spectrum van de penicilline te verbeteren. Voorbeelden hiervan zijn amoxicilline en flucloxacilline.
Formulering: De gezuiverde en eventueel gemodificeerde penicilline wordt vervolgens geformuleerd tot een medicijn, bijvoorbeeld tabletten, capsules, of injectievloeistof.

Optimalisatie van de Productie

Het productieproces is continu in ontwikkeling. Onderzoekers werken voortdurend aan het verbeteren van de stammen van Penicillium chrysogenum, het optimaliseren van de fermentatieomstandigheden, en het ontwikkelen van efficiëntere extractie- en zuiveringstechnieken. Genmodificatie wordt ook gebruikt om de productie van penicilline te verhogen.

De Impact van Antibioticaresistentie

De ontdekking van penicilline was een revolutie in de geneeskunde. Voor het eerst was het mogelijk om bacteriële infecties effectief te behandelen. Dit heeft geleid tot een enorme daling van het aantal sterfgevallen als gevolg van infecties. Echter, het wijdverbreide gebruik van antibiotica heeft ook geleid tot een groot probleem: antibioticaresistentie.

Bacteriën zijn in staat om resistentie te ontwikkelen tegen antibiotica. Dit gebeurt door mutaties in hun DNA. Deze mutaties kunnen bacteriën in staat stellen om het antibioticum te neutraliseren, de toegang van het antibioticum tot de cel te blokkeren, of de doelwitenzymen van het antibioticum te veranderen.

Het gevolg van antibioticaresistentie is dat infecties moeilijker te behandelen worden. In sommige gevallen zijn er geen effectieve antibiotica meer beschikbaar, wat kan leiden tot ernstige ziekte en zelfs de dood. De opkomst van multiresistente bacteriën, zoals MRSA (methicilline-resistente Staphylococcus aureus), is een groeiend probleem in de gezondheidszorg.

Wat Kunnen We Doen Tegen Antibioticaresistentie?

Antibioticaresistentie is een complex probleem dat een multidisciplinaire aanpak vereist. Hier zijn enkele belangrijke strategieën:

Verantwoord gebruik van antibiotica: Antibiotica moeten alleen worden gebruikt wanneer ze echt nodig zijn, bijvoorbeeld bij bacteriële infecties. Ze zijn niet effectief tegen virussen, zoals verkoudheid of griep.
Betere diagnostiek: Snelle en accurate diagnostiek kan helpen om te bepalen of een infectie bacterieel is en welk antibioticum het meest effectief is.
Nieuwe antibiotica ontwikkelen: Er is dringend behoefte aan de ontwikkeling van nieuwe antibiotica die werkzaam zijn tegen resistente bacteriën. Dit is echter een complex en kostbaar proces.
Alternatieve behandelingen: Onderzoek naar alternatieve behandelingen voor bacteriële infecties, zoals faagtherapie (het gebruik van virussen om bacteriën te doden) en antimicrobiële peptiden, is van groot belang.
Hygiënemaatregelen: Goede hygiënemaatregelen, zoals handen wassen, kunnen de verspreiding van bacteriën en infecties helpen voorkomen.

De Toekomst van Antibiotica

De toekomst van antibiotica is onzeker. De opkomst van antibioticaresistentie is een ernstige bedreiging voor de volksgezondheid. Er is een dringende behoefte aan nieuwe strategieën om bacteriële infecties te bestrijden. Het onderzoek naar nieuwe antibiotica, alternatieve behandelingen en preventieve maatregelen is essentieel.

Een andere benadering is het onderzoeken van andere natuurlijke bronnen van antibiotica. Naast schimmels, zijn er ook bacteriën, planten en dieren die antimicrobiële stoffen produceren. Het verkennen van deze biodiversiteit kan leiden tot de ontdekking van nieuwe antibiotica met unieke werkingsmechanismen.

Counterpoints: Is de Oplossing Simpelweg Meer Antibiotica?

Sommigen stellen dat het probleem van antibioticaresistentie eenvoudigweg kan worden opgelost door meer nieuwe antibiotica te ontwikkelen. Hoewel nieuwe antibiotica zeker een deel van de oplossing zijn, is dit niet de enige oplossing. Het probleem is dat bacteriën uiteindelijk resistentie zullen ontwikkelen tegen elk antibioticum, hoe nieuw en krachtig ook. Daarom is een bredere aanpak nodig, die ook gericht is op het verantwoord gebruik van antibiotica, betere diagnostiek, alternatieve behandelingen, en preventie.

Een andere tegenwerping is dat antibioticaresistentie een natuurlijk proces is dat we niet kunnen stoppen. Hoewel het waar is dat bacteriën van nature resistentie kunnen ontwikkelen, wordt het proces aanzienlijk versneld door het overmatig en onjuist gebruik van antibiotica. Door verantwoord om te gaan met antibiotica, kunnen we de ontwikkeling van resistentie vertragen en de effectiviteit van antibiotica langer behouden.

Het is cruciaal om te beseffen dat het behoud van de effectiviteit van antibiotica een gedeelde verantwoordelijkheid is. Zowel artsen, apothekers, patiënten als de landbouwsector moeten hun steentje bijdragen.

Conclusie

De Penicillium schimmel, met name Penicillium chrysogenum, heeft een onschatbare bijdrage geleverd aan de geneeskunde door de productie van penicilline. Dit antibioticum heeft miljoenen levens gered en de behandeling van bacteriële infecties radicaal veranderd. Echter, het wijdverbreide gebruik van antibiotica heeft ook geleid tot de opkomst van antibioticaresistentie, een ernstige bedreiging voor de volksgezondheid. Het is essentieel dat we verantwoord omgaan met antibiotica en investeren in de ontwikkeling van nieuwe strategieën om bacteriële infecties te bestrijden.

Denk jij dat we genoeg doen om antibioticaresistentie tegen te gaan, of is er meer actie nodig? Wat kan jij persoonlijk doen om bij te dragen aan een oplossing?