Bakteriespisende virus kan lære os nyt trick mod infektioner
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Når du tilmelder dig nyhedsbrevet, accepterer du både vores brugerbetingelser og at Mediehuset Ingeniøren og IDA group ind i mellem kontakter dig angående events, analyser, nyheder, tilbud etc. via telefon, SMS og e-mail. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Bakteriespisende virus kan lære os nyt trick mod infektioner

Overforbrug af antibiotika, utilstrækkelig hygiejne og manglende interesse fra medicinalindustrien er tre væsentlige grunde til, at hospitaler kæmper mod stadigt flere multiresistente bakterier.

Læger og mikrobiologer er derfor på udkig efter alternativer til de snart virkningsløse antibiotika, og i den forbindelse er en gammel teknik, der udnytter såkaldte bakteriofager til at bekæmpe infektioner, nu blevet taget ned fra hylden og støvet grundigt af.

En bakteriofag er et virus og evolutionært set det eneste, bakterier har respekt for. Det ligner en blanding af en bordlampe og en edderkop. Med edderkoppedelen sætter det sig fast på bestemte receptorer på overfladen af en bakterie, hvorefter det skyder en syl igennem cellevæggen og tømmer sit DNA eller RNA ind i bakterien. Efter få minutter begynder bakterien at oversætte virussets RNA til proteiner, som hurtigt overtager maskineriet. Millioner af nye bakteriofager produceres, og når der ikke er plads til flere i cellen, har de et problem: Hvordan kommer de ud?

Her bliver det interessant for medicinalforskningen. Ligesom det er tilfældet med penicillin-præparaterne, bruger bakteriofager nogle enzymer kaldet lysiner, som kan åbne for bakteriernes cellevægge via en proces, man kalder lysis. Når bakteriofagen frigiver sit lysin, sætter det sig på en receptor i bakterien, som lukker cellevæggen op, så cellen ødelægges og de nye bakteriofager frigives.

Den receptor, som bakteriofagen her udnytter, er under normale forhold livsvigtig for bakterien, og gennem mere end syv års analyser af processen i miltbrandbakterien har professor Vincent A. Fischetti sammen med kolleger fra Rockefeller University i New York nu udviklet et stof, der kan forhindre bakterier i at danne denne receptor – hvilket altså vil slå bakterien ihjel. Og hvad vigtigere er: Når bakterier aldrig har udviklet resistens mod bakteriofagernes angrebsform, er der stor sandsynlighed for, at de heller ikke vil udvikle det mod medicin, der benytter sig af samme angrebsvej.

Forskerne kalder deres stof epimerox, og forsøg har vist, at stoffet forhindrer en dødelig miltbrandinfektion, i hvert fald blandt mus. Endnu mere betydningsfuldt viser det sig, at epimerox også virker mod andre bakterier, inklusive de multiresistente stafylokokker. Dermed kan opdagelsen af epimerox meget vel gå hen at blive en milepæl i vores evne til at kontrollere bakterieinfektioner.

En historie om resistens

For at kunne værdsætte arbejdet, er det godt med en smule kontekst: Opdagelsen af penicillin i 1928 var så banebrydende, at den hyppigt bliver brugt som begrundelse for, at man ikke ønsker at rejse tilbage i tiden, selv hvis man kunne. Desværre har naturen efterhånden helt af sig selv transporteret os tilbage til tiden før penicillinets opdagelse: Stafylokokbakterien aureus er forlængst blevet resistent, først over for penicillin selv, senere over for den syntetiske efterfølger methicillin, som siden 1959 har været brugt i behandlingen af de penicillin-resistente bakterier.

Historien gentager sig i disse år med vancomycin, der i dag bliver brugt som sidste skanse mod den methicillin-resistente stafylokok aureus (MRSA). Så i 2002 blev den første vancomycin-resistente bakterie (VRSA) fundet i en patient i Michigan, USA, og det er kun et spørgsmål om tid, før VRSA-infektioner vil føre til dødsfald over hele kloden.

Andre sygdomsfremkaldende bakterier i familie med E. coli og salmonella (de Gram-negative) er også begyndt at vise resistens. Så sent som i sidste måned udsendte det amerikanske Center for Disease Control en advarsel mod CRE, hvilket står for carbapenem-resistente enterobakterier. De er ikke bare multiresistente. De er også resistente mod carbapenem, som er det sidste virksomme middel, lægerne har til rådighed mod den type bakterier.

CRE’erne videregiver gerne deres resistens til andre arter, og de er i stand til at udvikle resistens mod antibiotika i kroppen på en enkelt patient. Hvis det sker, er dødeligheden op til 50 pct. Bakterien er begyndt at være endemisk på hospitaler i og omkring New York, og der er risiko for, at den herfra breder sig til resten af kloden. Ifølge Statens Serum Institut har der i Danmark været mindst 15 tilfælde af CRE i perioden mellem 2008-2011, importeret fra især Grækenland og Libyen.

Situationen er altså alvorlig. Oven i alt dette har adskillige sociale faktorer gjort situationen kritisk. I lande som Indien kan man købe antibiotika uden recept, og mange patienter holder op med at tage medicinen, så snart de føler sig raske. Det giver ideelle vækstbetingelser for resistens, og for nylig har man sågar fundet resistente gener, kaldet NDM-1, i de lokale vandhaner. Den udbredte brug af antibiotika i landbruget har også bidraget til problemet, især i lande som Danmark, hvor de fleste tilfælde af multiresistens skyldes kontakt med grise. Medicinalindustrien har i mange år været tilbageholdende med at udvikle antibiotika, fordi det ikke blev betragtet som en tilpas profitabel forretning. Det er langsomt ved at ændre sig, men for sent. Hvert år dør fem millioner mennesker af infektioner, som ikke reagerer på antibiotika, og tallet er stærkt stigende.

Gammelt nyt i Østblokken

At bakteriofager kan være et virksomt alternativt antibiotikum er i virkeligheden gammel viden, i hvert fald i Østblokken. Oprindelig var det den britiske kemiker Ernest Hanbury Hankin, der opdagede, at det brune flodvand fra floden Ganges kunne bruges til at dræbe kolerabakterier. Man anede ikke, hvad det virksomme stof var, indtil 1916, da den canadiske mikrobiolog Felix d’Herelle fandt ud af, at der var tale om vira. Han arbejdede ved Pasteur-instituttet i Paris og navngav dem ‘bakteriophages’, bakterie-spisere, og brugte dem til at behandle soldater fra Første Verdenskrig, som havde fået dysenteri.

Sammen med den georgiske mikrobiolog George Eliava grundlagde D’Herelle et institut i Tbilisi, hvor de med stor succes videreudviklede bakteriofagterapien bl.a. mod tyfus og urinvejsinfektioner. Mens resten af verden var gået over til penicillin, fortsatte man i Georgien med at forfine metoderne, og under Anden Verdenskrig havde instituttets mere end 1.300 medarbejdere udviklet over 1.000 forskellige terapier, der i kombination med penicillin blev sendt rundt overalt i Sovjetunionen. Den dag i dag kan man købe bakteriofager i håndkøb i Georgien, og indsamlingen finder sted i den lokale flod Kura og dens spildevandstilløb. Instituttets direktør, Vakhtang Beridze, kalder det brune og beskidte vand ‘sit flydende guld’ da det giver bakterier ideale vækstbetingelser. Og hvor der er bakterier, er der bakteriofager.

Mikroskopfoto af bakterie under angreb fra bakteriofager. (Foto: Wikipedia)

Den effektive strategi

At milliarder af år gamle vira gemmer på en effektiv strategi i kampen mod bakterier er egentlig ikke så underligt. De har haft tid til at aflure de essentielle komponenter på bakteriernes cellevægge og finde effektive måder at bryde igennem på. En af de mest hyppige metoder benytter sig af simpel osmose. Da bakteriers membraner omslutter en høj koncentration af ioner og proteiner i cellen, ville vandet fosse ind gennem membranens vandkanaler, hvis de var åbne. De enzymer, der kan ødelægge bakteriers membraner udefra, kaldes lysozymer, og de findes f.eks i spyt og i æggehvide. Også penicillin-præparater dræber bakterier via en enzym-medieret lysis, når bakterien forsøger at dele sig.

Bakteriofager er meget mere specifikke end det, og deres destruktion af bakterien foregår indefra. Ved hjælp af deres såkaldte lysiner ætser de et hul i cellevæggen, hvilket resulterer i lysis – altså i en osmotisk implosion af hele bakterien, hvorved millioner af nye vira bliver frigjort.

Det nye våben

Det er altså ved indgående studier af hele denne bakteriofage angrebsvej i miltbrandbakterien, at forskerne fra Rockefeller-instituttet har fundet frem til deres nye metode, som nævnt tidligere.

Forskerne fandt ud af, at når den angrebne bakterie er blevet fyldt op med nye bakteriofager, frigiver bakteriofagerne et lysin kaldt PlyG, der sætter sig på receptorer inde i bakterien. Fischetti og kolleger antog, at idet bakterien aldrig har udviklet en spontan resistens mod PlyG, så kunne et stof, der forhindrede syntese af den for bakterien livsvigtige receptor måske også være mindre tilbøjelig til at udvikle resistens i bakterien.

Ved at analysere receptoren fandt de ud af, at den har brug for et enzym kaldet 2-epimerase. Dernæst udviklede mikrobiologerne et specifikt kemisk stof, som forhindrer dannelsen af 2-epimerase. Det er det stof, de kalder epimerox, og som de nu håber på kan bruges som et et alternativ til – eller i kombination med – traditionelle antibiotika. Og kan de det, er der vitterlig tale om et gennembrud.

Der er dog lang vej igen, inden man kan købe et præparat på apoteket, og der er stadig problemer med de Gram-negative bakterier, som ikke reagerer på epimerox.

Men der er håb forude, og om ikke andet kan man tage en tur til Georgien og forsøge sig med en slurk brunt spildevand.

Referencer:
'Use of a Bacteriophage Lysin to Identify a Novel Target for Antimicrobial Development', PLoS ONE.
‘Oxo-Imidazolyl Compounds’, US Patent number 20090298900 A1.
Film om bakteriofag-terapi i Georgien.

Kommentarer (4)

"Medicinalindustrien har i mange år været tilbageholdende med at udvikle antibiotika, fordi det ikke blev betragtet som en tilpas profitabel forretning" og "Hvert år dør fem millioner mennesker af infektioner, som ikke reagerer på antibiotika, og tallet er stærkt stigende."

Men ikke overraskende.

Det nævnte område er næppe det eneste, som ikke nyder godt af industriens ressourcer.

Hvordan kan man få medicinalindustrien til at beskæftige sig med 'mindre profitabel' forskning ?

Det må vel være muligt at kunne kombinere private/offentlige ressourcer, så der bliver taget hånd om sådanne problemer tidligere - eller hvad?

  • 1
  • 0

Faktisk vil jeg mene at det er usansynligt at de ikke allerede ligger inde med teknologier, som er mere effektive end de nuværende.
Det vil give god mening, så når der endelig er brug for det, har de produktet som markedet efterspørger og til en meget favorabel pris, sammenlignet med den pris de ellers vil kunne få.

  • 0
  • 1