DNA lymebacterie ontcijferd: Lyme is ingewikkeldste ziekteverwekker

Dit artikel is een vertaalde, ingekorte en vereenvoudigde versie van het artikel van Jonathan Shaw in Harvard Magazine januari/februari 2024.

Het volledige DNA, het genetisch materiaal, van honderden monsters van de lymebacterie is in kaart gebracht. De onderzoekers hadden verwacht dat het vaststellen van het DNA van de lymebacterie zes maanden zou duren, maar het kostte meer dan zes jaar. “Het bleek dat de genetische diversiteit van de lymebacterie veel ingewikkelder is dan van welke andere ziekteverwekker dan ook." De onderzoeker vermoedt dat de genen van de lymebacterie bepalen of patiënten verwoestende symptomen houden.

Jacob Lemieux

Universitair docent geneeskunde Jacob Lemieux leidde de DNA-ontcijfering sinds 2017. Lemieux was een paar jaar eerder geïnteresseerd geraakt in tekenbeetziekten, toen een collega de genetische overeenkomsten had genoemd tussen Babesia (een ziekteverwekker die ook door teken wordt verspreid) en malaria, die Lemieux eerder had bestudeerd. Geïntrigeerd publiceerde hij samen met zijn collega Sabeti, een van 's werelds toonaangevende genetici, in 2015 het volledige DNA van de Babesia-parasiet.

Na dat succes verwachtten ze dat het vaststellen van het DNA van de lymebacterie misschien zes maanden zou duren. “Het duurde echter meer dan zes jaar”, zegt Lemieux. “Het bleek dat de genetische diversiteit van de lymebacterie veel ingewikkelder is dan welke andere ziekteverwekker dan ook. Die complexiteit houdt verband met het brede scala aan symptomen van de ziekte van Lyme.

In plaats van zich op één plek te concentreren, wordt het genoom van de spiraalvormige lymebacterie versnipperd”, legt hij uit. ‘Er is één chromosoom en er zijn ook ongeveer twintig plasmiden.’ Plasmiden zijn kleine, cirkelvormige DNA-strengen die onafhankelijk van het DNA in het hoofdchromosoom kunnen repliceren. En hoewel het uiterst moeilijk was om dit in kaart te brengen, bleken ze van cruciaal belang om verschillen in de ernst van de ziekte van Lyme te begrijpen.

De internationale experts op het gebied van lyme met wie Lemieux en Sabeti samenwerkten, analyseerden 299 monsters van de lymebacterie die tussen 1992 en 2021 uit Noord-Amerika en Europa waren verzameld, voornamelijk van patiënten die de kenmerkende huiduitslag in de vorm van een rode vlek of ring hadden ontwikkeld. Door de monsters in verband te brengen met de uitkomsten van de patiënt, ontdekten ze dat de ernstigste gevallen geassocieerd waren met een oppervlakte-eiwit dat alleen in bepaalde stammen van de lymebacterie voorkomt.

Het onderzoeksteam identificeerde verschillende stammen van de ziekte van Lyme die verschillende waarneembare kenmerken hebben. In hun rapport concentreerde de groep zich op stammen die zich makkelijk verplaatsen van de plaats van de tekenbeet naar de bloedbaan, de hersenen, het hart en de gewrichten. Deze verspreiding, legt Lemieux uit, is het belangrijke keerpunt dat een milde infectie onderscheidt van een ernstige.

"We hebben verschillende stammen geïdentificeerd die een verschillende verspreidingssnelheid hebben. We hebben genen gevonden die met deze snelheid van verspreiding in verband worden gebracht.” Nu de genen die zorgen voor de meest ernstige vormen van de ziekte van Lyme zou het mogelijk moeten zijn om tests te ontwikkelen voor mensen met lyme: loopt iemand risico op een ernstig beloop? Dat zal onderzoekers in staat stellen om te onderzoeken of langere antibioticabehandelingen effectiever zijn tegen de gevaarlijkste stammen.

Een nog belangrijkere vraag is of de verspreiding binnen het lichaam, die ernstige ziekten veroorzaakt, kan worden geblokkeerd. “En ik denk dat dat mogelijk is, met specifieke antilichamen die we ontwikkelen, en mogelijk met vaccins”, vermoedt hij. Alle expertise die wetenschappers de afgelopen dertig jaar over menselijk DNA hebben opgebouwd, kunnen we ook voor bacteriën en andere ziekteverwekkers gebruiken. “We staan nog maar aan het begin van wat mogelijk is”, zegt hij.

Lemieux vermoedt dat de genen van de lymebacterie bepalen of patiënten verwoestende, aanhoudende symptomen houden. “De ziekte van Lyme is een heel belangrijk probleem. Deze studie biedt daar niet de oplossing voor, maar het is een stap die een basis biedt voor verder werk om de mysteries van deze complexe ziekte in kaart te brengen en misschien op te lossen."