VIN — Het Vlaams Innovatienetwerk

Project: Faag-gecodeerde endolysines als nieuw bestrijdingsmiddel tegen methicilline resistente Staphylococcus aureus bij varkens

Het doel van dit project is om varkens vrij te maken van MRSA, of minstens een substantiële reductie van de kolonisatie te bekomen, en zo de kans op infectie van de mens te verlagen of te voorkomen. Om dit te bereiken zullen faagendolysines overgeproduceerd in E. coli of Pichia pastoris. Ze zullen daarna opgezuiverd worden om te gebruiken bij de in vivo behandeling van experimenteel geïnfecteerde dieren.
Het te ontwikkelen bestrijdingsmiddel is dus gebaseerd op enzymen geproduceerd door bacteriofagen en zal gebruikt worden om dieren vrij te maken van MRSA, dan wel een substantiële reductie te bekomen. De specifieke doelstellingen van dit project zullen zijn:
• Isoleren en overproduceren van een representatieve verzameling van faag-gecodeerde lysines met activiteit tegen de specifieke MRSA klonen die voorkomen bij dieren, meer bepaald varkens
• Karakteriseren van de gastheerspecificiteit van deze enzymen
• Studie van de efficiëntie, in vitro en in diermodellen, van de bactericide activiteit van deze faagenzymen
• Het uittesten van methoden voor het toedienen van het faagenzympreparaat in de neus en op de huid bij varkens
• Het uittesten van de efficiëntie van de faagenzymbehandeling in het elimineren van MRSA kolonisatie bij varkens

Pharmaceutische sector
Landbouw

Methicilline resistente Staphylococcus aureus (MRSA) zijn multiresistente kiemen die in de humane geneeskunde heel wat problemen veroorzaken. MRSA infecties werden vroeger zelden beschreven bij huisdieren. Onlangs werden MRSA gevonden bij varkens en toonden verschillende studies aan dat ook andere huisdieren gekoloniseerd zijn. Bij runderen werden MRSA recent aangetroffen bij enkele gevallen van klinische en subklinische mastitis (P. Butaye, ongepubliceerde data). Dit dierreservoir bestaat uit één specifiek type, het “diergerelateerde type”, dat kan onderverdeeld worden in enkele verwante subtypes. Dit diergerelateerde type wordt ook bij landbouwers aangetroffen (van Belkum et al., Emerg. Infect. Dis. 2008, 14: 479-483 and referenties hierin). Ook bij honden werden MRSA infecties waargenomen; deze MRSA infecties waren voornamelijk van humane oorsprong.
Bij de mens zijn twee types beschreven, namelijk de hospitaalverbonden HA-MRSA en de MRSA geassocieerd met de gemeenschap (CA-MRSA). Deze kiemen veroorzaken ernstige infecties met niet zelden een fatale afloop. Zelden werden infecties door HA-MRSA bij paarden en honden beschreven, doch deze waren veroorzaakt door humane contaminatie tijdens chirurgie.
Diergeassocieerde MRSA vormen een potentieel gevaar voor zowel de diergezondheid als voor volksgezondheid. Deze diergeassocieerde MRSA compliceren in de eerste plaats de diagnostiek doordat ze moeilijk kunnen onderscheiden worden van de gevaarlijker humane HA- en CA-MRSA (MRSA isolatie en karakterisatie) en ten tweede doordat de virulentie van een kiem kan variëren. Verder is het mogelijk dat deze diergeassocieerde MRSA kiem, die zich in verschillende ecosystemen kan handhaven, virulentiekenmerken verwerft die gelegen zijn op mobiele genetische elementen en aldus een hoogpathogene stam wordt. Daarom dient de problematiek van de kolonisatie van huisdieren met MRSA proactief aangepakt te worden. Antibioticum therapie om dieren vrij te maken van deze kiem is moeilijk, gezien de brede resistentie, en lijkt daarenboven niet aangewezen wegens de kans dat de kiemen verder multiresistent worden. Andere maatregelen, zoals hygiënemaatregelen werken niet direct in op dieren, en hebben mogelijks slechts een partieel effect. Er zijn verder weinig alternatieven gekend om deze kiem te elimineren.
Aangezien de MRSA die bij dieren gevonden wordt zeer klonaal zijn en aangezien fagen meestal een zeer strikte gastheerspecificiteit vertonen, zijn faag-gecodeerde endolysines een zeer geschikt middel om specifiek MRSA in het dierreservoir te bestrijden. Bacteriofagen maken gebruik van deze enzymen om op het eind van hun levenscyclus te ontsnappen uit hun gastheer door de bacteriële celwand op te lossen en doden darbij de bacteriën. Endolysines kunnen daarom beschouwd worden als effectieve antimicrobiële verbindingen (voor overzicht zie Hermoso et al., Curr Opin Microbiol. 2007, 10: 461-472). Vermits S. aureus en aldus ook MRSA epitheliale weefsels zoals huid en neus koloniseren kunnen deze faagenzymen aangebracht worden op de huid of in de neus.

Vlaamse overheid
Departement Landbouw en Visserij
Afdeling Duurzame Landbouwontwikkeling

Provax

FOD Volksgezondheid
DG Dier, Plant en voeding
Dienst Sanitair Beleid Dieren en Planten

Janssen Animal Health

Pfizer Animal Health

Huvepharma

ABS

Provimi Research and Technology Centre

• Bacteriofagen
• Faaglysines
• MRSA