Een beschrijving van de TB-kiem: Mycobacterium tuberculosis
In 1882 ontdekte de Duitse microbioloog Robert Koch de oorzaak van tuberculose. Daarmee bevestigde hij dat tuberculose een ziekte is die van de ene op de andere persoon kan worden overgedragen. Hij gaf het agens dat hij had ontdekt de naam tuberkelbacil. Enkele jaren later ontdekte men dat de oorzaak van lepra lijkt op deze tuberkelbacil, en de twee werden samen ingedeeld in een groep die Mycobacterium wordt genoemd.
Het paarse staafvormige organisme is een tuberkelbacil. Deze naam, die ‘schimmel-bacterie’ betekent, verwijst naar de vorm van de bacil wanneer hij in een laboratorium groeit: gezien door een microscoop vormt hij hoopjes kleine staafjes met beschermende lagen eromheen, en ziet er dus uit als een schimmel.
De bacil die verantwoordelijk is voor tuberculose wordt Mycobacterium tuberculosis genoemd. Naarmate de wetenschappelijke methoden vorderden, ontdekten onderzoekers dat niet alleen mensen besmet raakten met tuberculose, maar dat er ook een vorm van de tuberkel bestond die koeien en ander vee besmette. Deze bacil, die zijn naam ontleent aan het Latijnse woord voor “koe”, werd Mycobacterium bovis genoemd. In de afgelopen decennia zijn een aantal andere subgroepen van mycobacterium ontdekt, die nu gewoonlijk worden aangeduid als andere mycobacteriën dan tuberculose (MOTT). In Zuid-Afrika wordt 99% van alle tuberculose-infecties bij de mens veroorzaakt door Mycobacterium tuberculosis, hoewel een klein aantal infecties wordt veroorzaakt door Mycobacterium bovis.
Een belangrijke “door de mens gemaakte” versie van Mycobacterium bovis is het BCG-vaccin: in het begin van de 20e eeuw ontwikkelden wetenschappers een versie van de bacil die Bacillus Calmette-Guérin (BCG) werd genoemd en die veel minder besmettelijk en agressief was. Deze versie wordt nu gebruikt om mensen te vaccineren. Door injectie in het lichaam wordt een reactie van het immuunsysteem op gang gebracht en wordt een betere immuunrespons opgebouwd tegen de ‘echte’ mycobacterium tuberculosis – terwijl het tegelijkertijd onschadelijk genoeg is om geen TB-infectie te veroorzaken.
Mycobacterium tuberculosis wordt snel gedood door blootstelling aan direct zonlicht. Als hij tegen zonlicht wordt beschermd, blijft hij tot tien weken in leven en besmettelijk (bijvoorbeeld in gedroogd speeksel). Het is een kleine bacil die bestand is tegen de meeste ontsmettingsmiddelen en vaak in een slapende toestand blijft. Om te overleven heeft hij zuurstof nodig: hij wordt dan ook een aërobe bacterie genoemd. Mycobacterium tuberculosis groeit langzaam: hij plant zich elke 24 tot 48 uur voort. Dat is extreem langzaam voor een bacterie. Er zijn andere bacteriën die zich om de 20 minuten voortplanten.
De bacil heeft een staafvormig lichaam en is ongeveer 0,2 millimeter lang. Hij is niet met het blote oog te zien; men heeft een microscoop nodig om hem waar te nemen. Het lichaam van de bacil is omgeven door een celwand die de inhoud van de cel beschermt tegen de omgeving van buitenaf. Binnenin de bacil bevinden zich zogenaamde organellen, kleine micro-eenheden die ervoor zorgen dat de bacil de energie kan aanmaken die hij nodig heeft om te overleven.
In zijn anatomie lijkt mycobacterium tuberculosis op veel andere bacteriën, maar hij heeft unieke kenmerken die hem moeilijk te diagnosticeren en te behandelen maken. Zijn celwand is buitengewoon dik en complex. Op de celwand zit een stof die mycolzuur wordt genoemd en die de bacil beschermt tegen de immuunreactie van het lichaam. Het zijn deze mycolzuren die ook verantwoordelijk zijn voor een bijzonder kenmerk van alle mycobacteriën, dat wordt gebruikt om Mycobacterium tuberculosis in diagnostische tests te identificeren.
Normaal gesproken worden bacteriën geïdentificeerd door kleurstoffen toe te voegen aan het laboratoriumoppervlak waarop zij groeien. Dit proces wordt “kleuring” genoemd. Verschillende bacteriën reageren verschillend op kleurstoffen, en dit stelt wetenschappers in staat ze van elkaar te onderscheiden. Vanwege zijn dikke celwand met mycolzuren reageert mycobacterium tuberculosis niet erg goed op kleurstoffen. In feite is het heel moeilijk om welke mycobacterie dan ook te kleuren.
Er is één specifieke techniek om mycobacteriën te kleuren: de Ziehl-Neelsen-kleuring, genoemd naar de twee Duitse artsen die deze kleuring voor het eerst beschreven. Bij het kleuren met een Ziehl-Neelsen-beits nemen de mycolzuren snel de kleur aan en houden ze vast binnenin de bacil. Onder de microscoop is de bacil te zien als een helderrode staaf, terwijl het oppervlak waarop hij groeit blauw gekleurd is.
Alle bacteriën die op deze manier reageren op een Ziehl-Neelsen-kleuring worden zuurvaste bacteriën genoemd. De kleuringstechniek wordt gebruikt voor de diagnose van TB-infectie. Een monster van sputum (het slijm dat uit de onderste luchtwegen wordt gehoest) wordt gekleurd met Ziehl-Neelsen-beits. Als zuurvaste bacteriën worden aangetroffen, is de kans groot dat het om Mycobacterium tuberculosis gaat. Het laboratoriumrapport zal dan “AFB-positief” vermelden, wat betekent dat zuurvaste bacteriën werden aangetroffen en dat de patiënt aan TB lijdt.