Bakterier som er motstandsdyktige mot de effektive antibiotika vi har, truer verden slik vi kjenner den.
Tekst: Tone Tønjum, professor og overlege, Avdeling for mikrobiologi, Universitetet i Oslo (UiO) og Oslo universitetssykehus (OUS), nestleder TTA; Jessica Lönn-Stensrud, Avdeling for mikrobiologi OUS/UiO, koordinator TTA; Ute Krengel, professor og forsker, Kjemisk institutt, UiO; Julie E. Heggelund, postdok, Kjemisk institutt, UiO
Mange jobber hardt for å redusere bruken av antibiotika. Hvis dette lykkes vil de antibiotika vi har tilgjengelig i dag også kunne brukes i fremtiden. Men det vil ikke være nok. Vi må se videre og tenke utenfor boksen.
Det siste antibiotikumet med et nytt angrepsmål kom på markedet på midten av 1980-tallet. Siden da har det kun vært noen få nye antibiotika som har blitt fremstilt.
Antibiotika dreper alle bakterier og ikke bare «the bad guys». Den dreper også de gode bakteriene i tarmen. Dette kan føre til problemer med fordøyelsen i etterkant av en antibiotikakur.
Men det finnes alternativer! De siste 20-30 årene har vi lært mye om bakterier og hvordan de lever, spiser og tilpasser seg. Dette er kunnskap vi kan utnytte til å lage helt nye alternative legemidler.
Alternativ 1: Bakterienes cellevegg
Et viktig angrepsmål da er bakterienes cellevegg. Nå forskes det for eksempel på transporten av lipopolysakkarider til overflaten hos Gram-negative bakterier. Lipopolysakkarider er molekyler som sitter i yttermembranen hos Gram-negative bakterier. Våre menneskeceller mangler nemlig denne celleveggen og dermed vil ikke denne type antibiotika påvirke oss.
Alternativ 2: Angrip toksinet, ikke bakterien
En måte dette kan gjøres på er å la bakteriene være i fred og heller stoppe den skadelige virkingen de har. Vi kan for eksempel lage legemidler som blokkerer toksiner som bakteriene lager for å skade oss.
For ekspempel så er diarésykdommen kolera er et stort problem i fattige deler av verden, med over 100 000 dødsfall årlig.
Kolera er en eldgammel sykdom som har blitt forsket på i over hundre år. Derfor kjenner vi mekanismene til kolerabakterien ganske godt. I dag er det vanlig å behandle kolera med intravenøs væske- og elektrolytterstatning. Kun i alvorlige tilfeller blir det gitt antibiotika.
Vi må prøve å lure toksinet ved å lage et narremolekyl som det ikke vil feste seg til i tarmcellene. Å lage et narremolekyl som tilsvarer dette komplekse sukkeret er en komplisert og dyr affære. Narremolekylene det nå jobbes med ligner på det naturlige, men har en enklere syntesemetode og er mer stabilt. Dette er to kriterier som er viktige for utvikling av legemidler. Ved å gjøre dette kan narremolekylet lenke flere koleratoksiner sammen, og dermed uskadeliggjøre flere toksiner på en gang.
Alternativ 3: Bakteriedrepende virus
En annen metode er å bruke bakteriedrepende virus, såkalte bakteriofager, mot bakterieinfeksjoner.
Metoden ble først tatt i bruk tidlig på 1900-tallet, men med oppdagelsen av antibiotika ble den forlatt. Antibiotika beskyttet mot et bredere spekter med infeksjoner og ble derfor den foretrukne behandlingsmetoden i mange land.
Siden resistente bakterier nå er en så stor trussel mot oss er det mange som børster støvet av denne behandlingsmetoden.
Det finnes hundrevis av bakteriofagtyper, men fagene er meget selektive. Det betyr at én type fag infiserer kun én bestemt bakterie. Å finne bakteriofager mot et bakterielt mål er relativt enkelt da naturens forråd er nærmest uuttømmelig. Dersom en bakterie blir resistent mot en bakteriofag, kan forskere bare finne en annen. En annen unik evne fagene har, er at de kan reproduserer seg selv samtidig som de forbrukes.
En enkelt fag kan produsere 40 000 kopier av seg selv i løpet av en time!
En av ulempene med bakteriofagbehandling er at det kreves en presis bakteriell diagnose, ettersom fager er så kresne på hva de spiser. Men dette problemet kan omgås ved å bruke mange forskjellige fager i samme behandling.
Flere velkontrollerte forsøk har vist at fager kan være effektive i behandlingen av antibiotika-resistente bakterieinfeksjoner hos mennesker.
Bakteriofager blir fortsatt brukt som behandlingsmetode i Russland, Georgia og Polen. Det har blant annet blitt brukt i behandling mot diarésykdom forårsaket av E coli, Shigella og Vibrio, luftveisinfeksjoner hos pasienter med cystisk fibrose og mot sårinfeksjoner forårsaket av stafylokokker og streptokokker.
Alternativ 4: Fra bakterier og fra mennesker
Antimikrobielle peptider er små molekyler som lages av både bakterier og mennesker. De er veldig potente peptider som virker gjennom å ødelegge membranstrukturen. Det gjør de ved å lage hull i den eller hemme transportfunksjoner som gjør at bakterien ikke kan opprettholde balansen inne i cellen eller forhindrer kjemiske prosesser som er livsviktige for bakterien.
De antimikrobielle peptidene kan drepe de fleste bakterier, virus og sopp.
I motsetning til konvensjonelle antibiotika, kan antimikrobielle peptider også ha evnen til å øke kroppens immunforsvar. På denne måten er det samspill mellom kroppens naturlige mikrobiom og farlige bakterier, noe som også er viktig i kampen mot multiresistente bakterier (superbugs).
Alternativ 5: Bakteriebyer og gass
Det er også mange andre spennende og interessante tanker om hvordan vi kan bekjempe uønskede bakterier. Med den økte kunnskapen vår om bakterier har vi også lært at bakterier foretrekker å leve sammen i fellesskap.
Disse små «bakteriebyene» kaller vi for biofilmer. Bakterienes samarbeid og oppbygging av disse byene kan også være interessante angrepsmål. Et slikt mål kan for eksempel slimet som bakteriene fester seg til hverandre med i bakteriebyene.
Noen forskere prøver også på å kvele bakteriene. De har tatt i bruk den meget giftige gassen karbonmonoksid (CO) i kampen mot bakteriene.
Dersom vi kan forhindre at bakteriene fester seg til overflater og til hverandre ved å stoppe dannelsen av slimet, vil vi også kunne forhindre at de forårsaker en infeksjon.I høye doser er CO giftig også for oss, men i lave doser som vi tåler så kan det drepe bakterier.
Akkurat nå jobber forskerne med hvordan CO kan frigjøres på en sikker og kontrollert måte. Særlig gonokokker er spesielt følsom for karbonmonoksid ved at CO binder seg til bakterien og hindrer den i å produsere energi.
Følsomheten hos bakteriene mot CO kan lede frem til et nytt antibiotisk medikament.
Nytt antibiotikum?
Det er altså mange gode ideer som skjer på laboratoriene rundt omkring. Det vanskeligste er å få ideene til å bli et medikament som kan brukes. Mange virkestoff som fungerer i et laboratorium kan brytes ned i kroppen eller de kan være giftige for den som er syk.
Det må testes og prøves for å være sikker på at det virkelig har den effekten som ønskes uten å skade oss. Derfor tar det mange år å utvikle et nytt legemiddel. Det viktigste er at alle de ildsjelene på laboratoriene får muligheten til å være nysgjerrige, tenke nytt og samle kunnskap.
Referanser
- Heggelund, Krengel m. fl. 2016. ”Towards new cholera prophylactics and treatment: Crystal structures of bacterial enterotoxins in complex with GM1 mimics”.
- Matsuzaki S, Uchiyama J, Takemura-Uchiyama I, Daibata M. Perspective: The age of the phage.
- Nakatsuji T, Chen TH, Narala S, et al. Antimicrobials from human skin commensal bacteria protect against Staphylococcus aureus and are deficient in atopic dermatitis.
- Aucott BJ, Ward JS, Andrew SG, Milani J, Whitwood AC, Lynam JM, Parkin A, Fairlamb IJS. Redox-Tagged Carbon Monoxide-Releasing Molecules (CORMs): Ferrocene-Containing [Mn(C^N)(CO)4] Complexes as a Promising New CORM Class. Inorg Chem.
Fig. 1. Koleratoksin B-pentamer bundet til narremolekyl. Molekylet blokkerer bindingen til menneskeceller. Figur tilpasset fra Heggelund m. fl. 2016.
Fig 2. Behandling med bakteriofager stammer fra en svunnen tid, økende bakterieresistens gjør denne metoden til en høyst aktuell behandlingsmetode i tiden fremover.
ekspertsykehusetblog.wordpress.com 
Tilbaketråkk: Unngå unødvendig antibiotika til ”minsten”
Tilbaketråkk: Livsfarlig lungebetennelse på vei til Norge
Tilbaketråkk: Vi står overfor den største utfordringen på det medisinske feltet i vår tid!
Hei, dette var veldig interessant å lese. Jeg har en kreftsyk bror som har konstant infeksjoner. Det er ikke kreftsvulsten som er den største faren for livet hans, men alle infeksjonene. Nå er det snart ingen antibiotika igjen som kan redde han. Derfor lurer jeg veldig på om dette er en behandling som kan prøves her i Norge, om dere kan bruke noe av dette her pr.i dag?
Vet ikke om jeg er for sent ute til å stille spørsmålet, men kan dere gi meg et svar om et håp, er jeg veldig, veldig takknemlig.Setter stor pris på denne forskningen, stå på, dette er noe vi trenger.
Fantastisk at noen tar tak i dette. Jeg har full tillit til at dere når fram.
LikerLiker
Hei, Takk for hyggelig tilbakemelding. spørsmålet ditt er oversendt forfatter av teksten. Gjør oppmerksom på at det ikke svares ut personsensitive opplysninger eller medisinske utredninger her. Mvh red. Ekspertsykehuset
LikerLiker