Forskningen gir nytt håp i kampen mot antibiotikaresistente bakterier

Forskningen gir nytt håp i kampen mot antibiotikaresistente bakterier

Antibiotikaresistens er en alvorlig trussel mot folkehelsen. Hvis antibiotika ikke virker, risikerer vi ikke å kunne behandle mange typer infeksjoner, og personer som tidligere ville ha blitt helbredet kan dø.

Et eksempel er bakterien E. coli, som er den vanligste årsaken til urinveis- og blodbaneinfeksjoner globalt.

Hva skjer hvis en urinveisinfeksjon ikke kan behandles?

Noen varianter av E. coli-bakterier er resistente mot de fleste typer antibiotika. "Det betyr at det er et svært begrenset utvalg av antibiotika vi kan bruke. Vi prøver derfor å unngå disse 'siste utvei'-antibiotikaene fordi da kan bakteriene bli mer og mer resistente mot dem. Bruker vi disse antibiotikaene for ofte, kan vi ende opp for ofte. Av kreft," forklarer professor Ørjan Samuelsen fra Universitetssykehuset Nord-Norge (UNN).

Sammen med professor Jukka Corander ved Universitetet i Oslo (UIO) og professor Pål J. Johnsen ved Norges arktiske universitet (UIT) har Samuelsen jobbet med å finne nye måter å bekjempe disse antibiotikaresistente bakteriene. De tre professorene og deres forskerteam har nå gjort en lovende oppdagelse.

Assosierte DNA-komponenter i E. coli som lager giftstoffer

En av de vanligste måtene bakterier lærer å motstå antibiotika på, er ved å tilegne seg resistensgener fra andre bakterier. Disse er ofte lokalisert på sirkulære tråder av genetisk materiale DNA (kalt plasmider) som er uavhengige av vertscellens kromosom. De kan derfor bevege seg raskt mellom cellene.

I en ny studie publisert i Nature Communications gjennomførte forskerteamet en dyptgående og mer detaljert undersøkelse av hele arvestoffet til E. coli-bakteriene enn noen gang før.

Ved hjelp av siste generasjon sekvenseringsteknologi undersøkte de de komplette kromosomene og plasmidene som finnes i 2000 prøver fra norske pasienter med en invasiv infeksjon.

Plasmider utvikler seg raskt og kan spre seg mellom ulike bakteriestammer. Vi brukte nye genomiske analysemetoder utviklet av teamet vårt for nettopp dette formålet, da variasjon i plasmidenes DNA har en tendens til å oppføre seg annerledes enn variasjonen vi ser mellom kromosomer. Vi var i stand til å studere hvordan plasmidene beveget seg og hva som stoppet dem fra å bevege seg, og her fant vi en rekke lovende funn. Vi kartla for første gang distribusjonen av E. coli-plasmider som inneholder tragetoksin-produserende gener som utkonkurrerer nært beslektede bakterier. "

Jukka Corander, Institutt for medisinske basalfag, Universitetet i Oslo

Testet giftstoffet på antibiotika-resistente E. coli

Av de tolv ulike giftstoffene de fant i plasmidene, var det spesielt én variant som så ut til å ha signifikant effekt.

- Vi dyrket ulike typer multiresistente E. coli i petriskåler i laboratoriet og tilsatte giftstoffet som produseres av bakteriestammene med en bestemt type plasmid. Da fant vi ut at giftstoffet drepte de antibiotikaresistente bakteriene, sier Johnsen.

Dette kan bane vei for nye måter å behandle infeksjoner på med personlig medisin som en "presisjonsstyrt rakett."

Funn som kan redusere bruken av bredspektret antibiotika

Det er et globalt mål å redusere bruken av såkalt bredspektret antibiotika, som virker mot mange forskjellige typer bakterier og brukes når det er uklart hvilken variant som har infisert deg. Problemet med slike antibiotika er at de ofte dreper for mye – ikke bare de skadelige bakteriene i kroppen, men også mange av de gunstige.

"Bredspektret antibiotika utsletter vanligvis disse E. coli-bakteriene med giftstoffer, som ville vært naturens eget våpen. Vi må selvfølgelig behandle infeksjoner. Hvis vi kan bruke personlig medisin som "presisjonsstyrte raketter" i stedet, kan vi med skreddersydde antibiotika. De gunstige bakteriene kan overleve infeksjoner. Vi kan forklare det.

Corander, Johnsen og Samuelsen håper at denne strategien også kan virke mot bakterien Klebsiella pneumoniae. De ønsker å teste giftstoffene videre.

Klebsiella kan forårsake lungebetennelse, hjernehinnebetennelse, urinveisinfeksjoner og blod- og leverinfeksjoner. Visse antibiotikaresistente varianter av Klebsiella har blitt identifisert som en alvorlig trussel mot folkehelsen. På intensivavdelinger på sykehus rundt om i verden kjemper helsepersonell i økende grad mot denne bakterien.

Legene må vite hvilken E. coli-variant pasienten har for å kunne skrive ut nøyaktig riktig medisin

For at persontilpasset medisin skal kunne brukes til å bekjempe de mest skadelige E. coli-bakteriene, må forskerne utvikle ulike presisjonsmedisiner mot de eksisterende variantene.

– Diagnosen av E. coli-infeksjoner må også forbedres slik at legene vet hvilket legemiddel de skal skrive ut, sier Samuelsen.

Studien er utført i samarbeid med Wellcome Sanger Institute, UIT, UNN og sykehus i ulike deler av Norge og har resultert i en ny, detaljert oversikt over variasjonen i det samlede arvestoffet til E. coli. For eksempel kan forskere se hvordan visse genetiske varianter av bakterier har utviklet seg de siste 300 årene.

"Dette unike DNA-datamaterialet vil være en svært viktig kilde for forskere som driver internasjonal forskning innen bakteriell genetikk og mikrobiologi," understreker Corander.

Studien er finansiert av Trond Mohns forskningsstiftelse.

Kilder: