Bacteriën praten met elkaar!

De term die gebruikt wordt voor communicatie tussen bacteriën via chemische moleculen is quorum sensing. Deze eigenschap heeft belangrijke gevolgen voor hoe bacteriën zich gedragen (bijvoorbeeld resistentie voor antibiotica!) en voor het effect van bacteriën op ons dagelijks leven en dat van onze kalveren!

Hoe werkt deze communicatie?

Alle bacteriën scheiden bepaalde chemische stoffen uit om te communiceren. Wanneer vele bacteriën bij elkaar in de buurt zijn stijgt de concentratie van deze stof en ontvangen ze meer signalen van elkaar. Zo weten de bacteriën met hoeveel ze zijn. Wanneer dat aantal voldoende hoog is, gaan ze bepaalde eigenschappen vertonen.

Waarom communiceren bacteriën?

Een enkele bacterie kan best energie besparen en zich concentreren op groeien en vermenigvuldigen. Pas wanneer de kolonie weet dat ze voldoende sterk staat gaan ze in groep bacterie specifieke ‘’gedragingen’’ vertonen die dan weer een voordeel voor de groep moet opleveren.

Ziek maken!

Ziek makende bacteriën, slechte bacteriën dus, wachten rustig hun tijd af tot ze met voldoende zijn. Dan pas gaan ze hun wapens inzetten tegen de gastheer. Op die manier hebben ze meer kans om de afweer van het kalf te overwinnen!

Biofilms maken

Een biofilm is een bescherming die bacteriën om zich heen bouwen tegen gevaren van buitenaf (zelfs antibiotica en reinigingsmiddelen). Ze scheiden zelf de bouwstoffen voor de opbouw van de biofilm uit en wanneer ze zich hierin verstoppen hebben ze beter kans op overleven.

Overal waar bacteriën zijn en stromende vloeistof (water, bloed) langs een oppervlakte, worden biofilms gemaakt. In de stal, in de leidingen en zelfs in het lichaam! Zo is Mycoplasma zowel in de stal als in het lichaam van het dier heel goed in het vormen van biofilms.

Het bouwen van een biofilm lukt het best in groep dus wordt het signaal om te starten gegeven via quorum sensing. Om de biofilm extra sterk te maken gaan verschillende bacteriën verschillende componenten toevoegen. Ook componenten uit de omgeving zoals calcium aanwezig in de leidingen wordt ingebouwd.

Er zijn vele voorbeelden van biofilms. Een herkenbaar voorbeeld is tandplaque. Eens dit opgebouwd is op je tanden krijg je dat niet zomaar weg. Heb je de RVS inrichting ooit grondig gereinigd en gemerkt dat het metaal gladder aanvoelt? Dat is omdat je de biofilm opgelost hebt… Een ander voorbeeld is uiteraard de vorming van biofilm aan de binnenkant van leidingen waar bacteriën gaan vermeerderen. Laag na laag wordt deze sterker en het is dus zaak om reiniging van leidingen goed bij te houden.

Resistentie

Het is bekend dat bacteriën resistentie met mekaar kunnen uitwisselen. Dit gebeurt zeer zelden maar de kans wordt groter wanneer meer bacteriën met elkaar in contact komen.

Een biofilm zorgt er voor dat antibiotica niet bij de bacteriën komen.  Een biofilm creëert dus de ideale omstandigheden voor bacteriën en werkt resistentie in de hand. Een minder efficiënte stalreiniging zorgt er voor dat door de bestaande biofilm resistenties opgebouwd in vorige rondes ook de komende ronde de kop kunnen opsteken.  Een bijkomend nadeel van de vorming van biofilms is dat bacteriën in het dier afgeschermd worden voor de immuuncellen van het lichaam.

Communicatie verstoren

Verschillende typen kruiden en afgeleiden zoals polyfenolen maar ook natriumsalicylaat (aspirine) remmen de communicatie (quorum sensing) tussen bacteriën. Het inzetten van deze producten kan dus naast preventie ook de werking van antibiotica ondersteunen. Ze verminderen de  vorming van biofilm in het lichaam of breken deze open. Hierdoor kunnen de bacteriën zich niet kunnen afschermen tegen de antibiotica.

Gevolgen in de praktijk

Quorum sensing helpt te verklaren waarom een dier schijnbaar plots ziek wordt of waarom dezelfde ziekte plots opnieuw de kop opsteekt na een periode van verteringsmoeilijkheden.

De vorming van biofilm in een dier is een bijkomende reden dat chronische patiënten moeizaam of niet herstellen.

Deze inzichten bieden een bijkomende motivatie om reiniging goed bij te houden (denk aan de leidingen) want slechts wanneer bacteriën met voldoende grote aantallen op dezelfde plaats zijn ontstaan problemen.

Bronnen

Deze nieuwsbrief is gebaseerd op een zeer aan te raden filmpje op de website TED talks door Bonnie Bassler aangevuld met informatie uit een wetenschappelijk artikel en een recente lezing over biofilms waar een van onze collega’s aanwezig was.

Lezing door J.F. Gremmels tijdens bijeenkomst van het kalverexpert team 2 maart 2018 te Ermelo.