Bakterienes egne våpen kan bekjempe bakterier som gjør oss syke

Bakterier er små, encellede organismer, og flere av dem kan gjøre oss alvorlig syke. Når den vanlige antibiotikakuren ikke virker lenger, hva gjør vi da?

Forskere ved NMBU jobber med å finne nye måter å angripe sykdomsfremkallende bakterier på. Stipendiat Sofie Kristensen har skrevet doktorgrad om hvordan et spesielt protein som sitter i membranen som omgir bakteriene, kan brukes som et nytt angrepspunkt.

Ved hjelp av et stoff kalt bakteriosiner, som bakteriene selv produserer for å utkonkurrere andre bakterier, kan forskerne angripe det spesifikke proteinet og på denne måten drepe bakterien.

Det aktuelle proteinet kalles RseP.

– RseP har vist seg å være viktig for bakteries evne til å etablere en infeksjon, sier Kristensen.

– I doktorgraden min har jeg undersøkt interaksjonen mellom proteinet RseP, som sitter i membranen på bakterien, og stoffet som kan drepe den, nemlig bakteriosinet. Akkurat som en nøkkel passer i en lås, binder bakteriosinet seg til RseP i enkelte bakterier.

Kan gjøre bakteriosinene mer effektive

Ved å gjøre enkle forandringer i bakteriosinet kan forskerne forsterke eller endre hvor effektivt bakteriosinet dreper bakterier.

– Vi har sett at bakteriosiner enkelt kan endres slik at de antibakterielle egenskapene forbedres. Ved å gjøre modifikasjoner i allerede eksiterende bakteriosin, har vi gjort det mer effektivt. Det nye bakteriosinet viste spesielt god effekt mot Staphylococcus haemolyticus, en bakterie som ofte er resistent mot antibiotika og gir ulike infeksjoner hos mennesker.

Staphylococcus haemolyticus kan blant annet gi infeksjon i hjerte, blod, ledd og urinveiene og har utviklet en stadig sterkere motstand mot antibiotika.

– Antibiotikaresistens er et økende problem verden over. For å kunne behandle infeksjoner forårsaket av antibiotikaresistente bakterier, trenger vi nye måter å drepe sykdomsfremkallende bakterier på, sier Kristensen.

Nye behandlingsmetoder?

Selv om flere bakteriosiner viser god effekt mot sykdomsfremkallende bakterier i tester på laboratoriet, er det få bakteriosiner som brukes i klinisk behandling i dag.

Et viktig steg i utviklingen for å kunne bruke bakteriosinene i nye, mulige behandlingsmetoder, er en økt forståelse av hvordan de gjenkjenner og dreper bakterien.

– Gjennom arbeidet i doktorgraden min har jeg prøvd å forstå hvordan bakteriosinet binder til RseP-proteinet og hvordan vi kan bruke denne informasjonen til å lage bedre og mer effektive bakteriosiner. Dette er viktig informasjon som på sikt kan hjelpe oss og designe bedre og mer effektive behandlingsmetoder, sier Kristensen.

– Vi kan se på RseP som bakteriens akilleshæl: proteinet fungerer som et angrepspunkt for de dødelige bakteriosinene, mens endringer i proteinet vil trolig svekke bakteriens evne til å gjøre oss syke. Dette gjør bakteriosiner som binder til RseP til lovende nye alternativer til antibiotika.

--------------------------------------

Fakta

Om antibiotikaresistens

• Bakterier som har blitt resistente mot antibiotika, lar seg ikke lenger drepe av disse medisinene.
• Stadig flere bakterier blir antibiotikaresistente.
• Dette vil gjøre det vanskeligere å behandle en rekke infeksjonssykdommer i tiden framover.
• Bare i 2019, knyttes omtrent 4, 95 millioner dødsfall verden over til antibiotikaresistente bakterier.
• Overforbruk av antibiotika er en av hovedårsakene til den raske utviklingen av antibiotikaresistens.

• Kilder: 

  • Understanding the mechanisms and drivers of antimicrobial resistance.
  • Antimicrobial resistance collaborators. Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis.

Om doktorgraden til Sofie Kristensen

• Norsk tittel på avhandlingen: RseP, en posisjon-2-protease, som et nytt antimikrobielt angrepspunkt
• Engelsk tittel på avhandlingen: The site-2-protease RseP as novel antimicrobial target
• Doktorgrad ved NMBUs fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap (KBM)
• Disputas: fredag 24. mars, 2023
• Hovedveileder: Professor Geir Mathiesen og professor Dzung Diep † (2019-2022)
• Medveileder(e): Førsteamanuensis Morten Kjos og professor Jens Preben Morth, Technical University of Denmark (DTU