Jaarlijks sterven er in Europa 91.000 mensen aan bacteriële infecties die plaatselijk zijn opgelopen. Een nieuwe robot hoopt deze bacteriën in de toekomst snel en efficiënt uit te schakelen.

De robot zoekt schadelijke bacteriën en identificeert ze. Vervolgens kunnen ze vernietigd worden met een passende bacteriofaag. “Een bacteriofaag, Grieks voor ‘bacteriëneter’, is de natuurlijke vijand van de bacterie en is in de natuur in nog grotere aantallen aanwezig dan bacteriën,” vertelt Joris Krijger, bestuurder van de TROIKA Foundation, aan Scientias.nl. “Bacteriofagen zijn dus overal en breken overal bacteriën af. Met de komst van antibiotica in het Westen werden de fagen in het Westen vergeten. Op dit moment zijn in Israel, Georgië en in Polen, nog steeds instituten die met bacteriofagen werken. Met het afnemen van de effectiviteit van antibiotica is er recentelijk ook interesse in het Westen ontstaan. In Amerika, Zwitserland, en Nederland zijn bedrijven die zich met fagentherapie bezighouden.”

Appeltje-eitje, dus? Nou nee, dat niet. “Het grote probleem bij fagen is dat ze zeer gericht ingezet moeten worden om effectief te kunnen zijn,” vervolgt Krijger. “Dat wil zeggen dat ze exact gematcht moeten worden met de bacterie die ze moeten bestrijden. Dit was lange tijd een probleem maar met de nieuwe ontwikkelingen zag de Troika Foundation een mogelijkheid om met nieuwe detectietechnieken deze beperking te overkomen.”

Search, Identify & Destroy
Het resultaat is een SID-robot (see, identify, destroy). Deze robot gaat ontwikkeld worden binnen de Medical Delta: het medisch-technologische consortium van de Universiteit Leiden, de TU Delft en de Erasmus Universiteit Rotterdam. Krijger: “De robot kent een flexibele behuizing. Dat wil zeggen dat de SID-robot haar operaties in een statische behuizing kan uitvoeren (een hangend systeem boven een lopende band in een voedselfabriek, red.) en in een mobiele behuizing (een robot die actief operatiekamers scant en decontamineert, red.). We zijn dus voor ons systeem niet gebonden aan één type robot wat de kans vergroot dat we snel tot een echt werkende robot komen.”

Wat als een ongewenste bacterie wordt gespot? “Wanneer er een ‘early-warning’ is afgegeven, een indicatie voor de aanwezigheid van ongewenste bacteriën, wordt overgegaan op ‘identificatie’ middels een DNA-sequencing techniek,” legt Krijger uit. “Deze vertelt exact de genetische opmaak van de microbiële contaminant. Aan de hand hiervan wordt een passende faag gezocht uit de fagenbank en toegediend. De faag werkt gericht en doodt enkel de schadelijke bacterie. Hierna wordt de eerste fase nog een keer doorlopen om er zeker van te zijn dat de ongewenste bacteriën zijn geëlimineerd. Deze techniek hebben we gepatenteerd en gaan we de komende jaren uitwerken.”

Checkt een scanner straks of er bacteriën in een operatiekamer aanwezig zijn?

Checkt een scanner straks of er bacteriën in een operatiekamer aanwezig zijn?

Nog drie jaar wachten
Helaas zal het nog wel even duren voordat de robot aan het werk gaat. Eerst moet er namelijk een ‘proof of concept’ worden gemaakt. Daarnaast moet er een grote databank worden gemaakt, waarin informatie over zoveel mogelijk bacteriën te vinden is. “Wanneer als verloopt zoals gepland hopen we binnen drie jaar, dus nog voor het einde van 2018, het eerste prototype te kunnen presenteren,” verwacht Krijger. “Wanneer er meer maatschappelijk draagvlak en financiering komt voor onze oplossing zou dit aanzienlijk versneld kunnen worden.”

Het plan van Krijger is ambitieus en het staat of valt met goede samenwerkingspartners. De TROIKA Foundation is namelijk geen grote farmaceutische organisatie, maar een kleine stichting die gevestigd is op een recreatiepark in Noordwijk. Maar met de juiste contacten gaan deuren open. “Onze ambassadeur Ard Struijs (internist Erasmus MC, red.) geeft ons toegang tot het Erasmus om daar Clinical Trials te mogen doen”, vervolgt Krijger. “Generade is onze partner in het ontwikkelen van de identificatiefase. Dit bedrijf zit op het Leidse BioSciencepark en werken samen met LUMC, Universiteit Leiden en Hogeschool Leiden. Gesprekken met de TU Delft vinden op dit moment plaats. Ook de TU Twente heeft interesse getoond in het ontwikkelen van de robot, maar afhankelijk van de gesprekken in Delft ontwikkelen we de robot dus binnen de Medical Delta.”

Doorontwikkeling
Mocht het lukken om de robot te ontwikkelen, dan is het niet over en uit. Bacteriën blijven zich ontwikkelen. “De belofte om alle multiresistente bacteriën te kunnen detecteren en vernietigen is dan ook niet reëel. Maar wat wel kan, en dat is volgens ons het belangrijkste, is de meest schadelijke multiresistente bacteriën opsporen en vernietigen. Daarom beginnen we met de multiresistente bacteriën die op dit moment het meeste slachtoffers maken, zoals de MRSA. Daarna willen we de robot leren om steeds meer bacteriën te kunnen herkennen en vernietigen zodat na verloop van tijd de robot het overgrote deel van de multiresistente bacteriën kan opsporen en elimineren.”

Waarom nu pas?
Het lijkt een hele simpele oplossing voor een groot probleem. Waarom komen wetenschappers hier nu pas op? “Een simpel antwoord is dat deze vraag tot nu toe bij elke baanbrekende ontdekking is gesteld,” reageert Krijger. “Een moeilijker antwoord is dat dat komt door meerdere factoren. Door de grote effectiviteit van antibiotica was er niet eerder noodzaak op zoek te gaan naar een alternatief. Daarbij zijn de fagen dus voor een groot deel binnen militaire kringen onderzocht, waardoor veel van het onderzoek geheim diende te blijven. Een andere factor is dat fagen commercieel niet interessant waren toen na de val van het IJzeren gordijn bleek dat heel veel toepassingen van fagen al gepatenteerd waren. Daar komt bij dat overheids- en regelgevingsinstanties in het Westen lang gewacht hebben met het goedkeuren van bacteriofagen omdat biologische infectiebestrijding gebonden is aan strenge controles. Inmiddels heeft de FDA, sinds 18 augustus 2006, bacteriofagen goedgekeurd en het gebruik ervan als veilig aangemerkt.”