Dialoog tussen bacteriële quorum sensing peptiden en spieren

augustus 26, 2022

Quorum sensing moleculen (QSM) zijn karakteristieke bacteriële producten, constitutief geproduceerd door levende bacteriën en vertonen een verhoogde en/of veranderde productie in “stress” omstandigheden. Er zijn hoofdzakelijk drie groepen te onderscheiden: de N-acyl-homoserine-lactonen (AHL, voornamelijk geproduceerd door Gram-negatieve bacteriën), de quorum sensing peptiden (QSP, voornamelijk geproduceerd door Gram-positieve bacteriën) en de furanosylboraten (AI-2 [autoinducer-2], geproduceerd door zowel Gram-positieve als Gram-negatieve bacteriën). Quorum sensing peptiden zijn lange tijd beschouwd als enkel intra-bacteriële communicatiemoleculen [1, 2]. Tegenwoordig wordt echter algemeen aangenomen dat deze communicatie niet beperkt is tot de bacteriën zelf, maar ook een rol speelt bij bijvoorbeeld darmkanker en het centrale zenuwstelsel. We hebben onlangs vastgesteld dat iAM373, een QSP geproduceerd door E. faecalis, spierveroudering of sarcopenie in de hand kan werken [3, 4]. Van iAM373 is aangetoond dat het 1) de metabole spieractiviteit in vitro verlaagt, 2) een sarcopeen fenotype induceert in C. elegans in vivo, 3) aanwezig is in muis- en menselijk plasma en 4) correleert met een lagere spiermassa en loopsnelheid bij oudere mensen [4]. Deze bevindingen tonen voor de eerste keer dat quorum sensing moleculen betrokken zijn bij spierziekten zoals sarcopenie, wat nieuwe diagnostische en therapeutische mogelijkheden biedt. E. faecalis, spierveroudering of sarcopenie in de hand kan werken [3, 4]. Van iAM373 is aangetoond dat het 1) de metabole spieractiviteit in vitroverlaagt, 2) een sarcopeen fenotype induceert in C. elegans in vivo, 3) aanwezig is in muis- en menselijk plasma en 4) correleert met een lagere spiermassa en loopsnelheid bij oudere mensen [4]. Deze bevindingen tonen voor de eerste keer dat quorum sensing moleculen betrokken zijn bij spierziekten zoals sarcopenie, wat nieuwe diagnostische en therapeutische mogelijkheden biedt.

[1] M.M. Kendall, V. Sperandio, What a Dinner Party! Mechanisms and Functions of Interkingdom Signaling in Host-Pathogen Associations, Mbio 7(2) (2016) 14.
[2] E. Wynendaele, A. Bronselaer, J. Nielandt, M. D'Hondt, S. Stalmans, N. Bracke, F. Verbeke, C. Van De Wiele, G. De Tre, B. De Spiegeleer, Quorumpeps database: chemical space, microbial origin and functionality of quorum sensing peptides, Nucleic Acids Research 41(D1) (2013) D655-D659.
[3] A. De Spiegeleer, D. Elewaut, N. Van den Noortgate, Y. Janssens, N. Debunne, S. Van Langenhove, S. Govindarajan, B. De Spiegeleer, E. Wynendaele, Quorum sensing molecules as a novel microbial factor impacting muscle cells, Biochimica Et Biophysica Acta-Molecular Basis of Disease 1866(3) (2020).
[4] A. De Spiegeleer, E. Wynendaele, N. Debunne, B. Braeckman, M. De Mey, A. Descamps, J. Coudenys, L. Crombez, F. Verbeke, D. Elewaut, Bacterial Quorum Sensing Peptides and Sarcopenia: a role for iAM373, Clinical and Translational Medicine (2022) Revised manuscript under review.