Schimmel die jij elke dag inademt, blijkt na elke seksuele voortplanting iets bizars te doen

Al na één keer seks herschikt de beruchte schimmel zijn genetisch materiaal volledig. En dit zou wel eens de oorzaak kunnen zijn van zijn resistentie tegen medicijnen.

Aspergillus fumigatus is een schimmel die al enige tijd op het alarmlijstje van de Wereldgezondheidsorganisatie prijkt. De schimmel komt overal in de natuur voor. Sterker nog, we ademen zijn sporen zelfs dagelijks in. Normaal gesproken worden gezonde mensen hier niet ziek van. Maar voor ernstig zieke patiënten kan dit wel degelijk gevaarlijk zijn. Bijvoorbeeld voor mensen die op de intensive care liggen, chemotherapie ondergaan of een orgaantransplantatie hebben gehad. Waar onderzoekers zich met name zorgen over maken, is dat de schimmels niet of nauwelijks te bestrijden is, omdat hij steeds resistenter wordt tegen medicijnen. En onderzoekers denken dit nu te kunnen verklaren.

Op dit moment bestaat er slechts een handvol anti-schimmelmiddelen. “Een door Aspergillus fumigatus veroorzaakte infectie wordt behandeld met medische azolen, een schimmelremmende stof,” vertelt Eveline Snelders, assistant professor bij het Laboratory of Genetics. Maar zoals gezegd blijkt de schimmel hier steeds minder van onder de indruk te zijn. “Het probleem is dat de schimmel hier steeds vaker resistent tegen is,” vervolgt Snelders.” Dit kan bij patiënten leiden tot overlijden.”

Landbouw
Een van de redenen waarom de schimmel resistent is geworden, is waarschijnlijk het veelvuldige gebruik van azolen in de landbouw, aldus Snelders. “Hoewel boeren en tuinders azolen niet specifiek gebruiken tegen Aspergillus fumigatus, worden ze wel ingezet om andere schimmels te bestrijden,” vertelt ze. Het langdurige gebruik van azolen heeft ertoe geleid dat Aspergillus fumigatus een mechanisme heeft ontwikkeld om resistent te worden tegen deze medicijnen. Vooral plekken zoals afvalhopen, waar de schimmel van nature goed gedijt, zijn ideale locaties voor de ontwikkeling van resistentie. “En dat werkt dus door tot in ziekenhuizen,” zegt Snelders. “Zelfs patiënten die nog nooit azool-medicatie hebben gehad, kunnen al een azoolresistente schimmel bij zich dragen.”

Oorsprong
In de nieuwe studie wilden de onderzoekers weten waar deze azolen-resistente Aspergillus fumigatus precies vandaan komt. “We hebben gekeken naar geïnfecteerde patiënten in twee verschillende ziekenhuizen in Nederland en de aanwezigheid van de schimmel op een landbouwbedrijf in Noord-Holland,” legt Snelders uit. “Logischerwijs zou je verwachten dat de schimmelkolonie in het ziekenhuis op korte afstand genetisch veel meer verwant zouden zijn aan die bij het bedrijf in Noord-Holland. Dat ligt immers veel dichterbij. Maar dat blijkt niet zo te zijn.”

Seksuele voortplanting
Dit zou kunnen worden verklaard door de manier waarop de schimmel zich voortplant. “In onze studie focusten we ons op het aantal overkruisingen per chromosoom,” zegt Snelders. Met andere woorden, het aantal keren dat genen van chromosomen van ouderlijke oorsprong worden uitgewisseld. “Bij mensen zijn dat er gemiddeld drie tot vier,” aldus Snelders. “Hierdoor blijven combinaties van genen van één van beide ouders sterk gekoppeld. Maar bij Aspergillus fumigatus ontdekten we tot wel dertig overkruisingen. Dat is het hoogste aantal dat ooit is aangetroffen in een organisme.”

De geslachtelijke vruchtlichamen van Aspergillus fumigatus. Deze zien eruit als kleine witte pluizige bolletjes, en ze worden omringd door ketens van ongeslachtelijke groene sporen.

Dit betekent dat al na één keer seks het hele genoom – de genetische blauwdruk van het organisme – volledig wordt herschikt. “Dit leidt tot een enorme diversiteit in de populatie, zelfs binnen een relatief beperkte omgeving,” zegt Snelders.

Resistentie
Dankzij de studie begrijpen de onderzoekers nu beter waarom de schimmelkolonies in de onderzochte ziekenhuizen en op het landbouwbedrijf zo sterk van elkaar verschillen. Maar dat niet alleen. De bizar hoge meiotische overkruisingen zorgt er namelijk ook voor dat het complexe resistentiemechanisme van Aspergillus fumigatus tegen azolen al bij één seksuele voortplanting kan ontstaan. “We dachten altijd dat seks hier geen belangrijke rol bij kon spelen, omdat bij reguliere celdeling die twee resistentie mutaties niet kunnen samenkomen,” merkt Snelders op. “Dat komt doordat de mutaties van het gen op een chromosoom heel kort op elkaar zitten. Maar we weten nu dus dat een organisme – in dit geval Aspergillus fumigatus – dankzij het hoge aantal overkruisingen wel degelijk binnen één seksuele deling dit resistentiemechanisme kan doorgeven.”

Deze ontdekking werpt licht op wat mogelijk de reden is achter de snelle verspreiding van resistentie bij moeilijk te behandelen schimmelinfecties. Om een dieper inzicht te krijgen in hoe Aspergillus fumigatus zich verspreidt, starten onderzoekers van de WUR dit najaar een burgerwetenschapsproject genaamd ‘Schimmelradar’. Snelders legt uit: “Met de hulp van burgers zullen we gedurende een maand in heel Nederland monsters van de schimmel verzamelen. Dit doen we met plastic insectenvallen. Deze vallen hebben een plakstrip waar de schimmel aan blijft kleven. Deelnemers sturen de strips terug naar ons laboratorium, waar we de schimmel zullen kweken. Op deze manier kunnen we bepalen of er gebieden zijn waar Aspergillus fumigatus vaker of minder vaak voorkomt, en welk percentage van de schimmel beschikt over het resistentiemechanisme.”

< nieuwsoverzicht