Kunstig tarm og bakteriofager skal afhjælpe overforbrug af antibiotika og zink
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Kunstig tarm og bakteriofager skal afhjælpe overforbrug af antibiotika og zink

Bakteriofager ligner en klassisk virus, som sætter sig på bakterien. I hovedet sidder dna og proteiner, og når den har hæftet sig til bakterien, skyde den indholdet fra hovedet ind i bakterien og overtager på den måde bakteriens maskineri til sin egen reproduktion. Illustration: Bigstock/artemegorov

Forbruget af antibiotika og zink i landbruget og blandt mennesker skal mindskes. Det er både de danske og de europæiske myndigheder enige om, og derfor er der brug for alternativer, så hverken vi eller grisene bliver syge.

Nogle af disse alternativer bliver i øjeblikket testet i en kunstig tyndtarm på Københavns Universitet.

På den måde er det nemlig muligt at lave større studier in vitro og dermed undgå de etiske problemer, der kan opstå, hvis man vil have effektive test af f.eks. præbiotika og probiotika.

Selv om begge kandiderer som egnede afløsere eller supplementer, kan det nemlig være en tricky affære at få dem testet grundigt. Årsagen er, at de bedste test i praksis ville kræve, at forsøgspersonen eller -dyret får tilført sygdomsfremkaldende bakterier, for at man efterfølgende kan se, om de bliver fjernet effektivt med det testede stof.

Læs også: Hvert fjerde danske vandløb har for meget zink, og det meste kommer fra svinegylle

Og selv om barriererne er færre, når det gælder test på dyr, så ligger der her nogle begrænsninger i, at mus’ og menneskers mikrobiota, dvs. tarmflora, er vidt forskellige, fortæller postdoc på Institut for Fødevarevidenskab på Københavns Universitet Tomasz Cieplak.

»Det er dyrt og besværligt i det hele taget at forske i bakterier på mennesker, for folks mikrobiota varierer meget, så det er også svært at reproducere resultaterne. Det samme gælder for så vidt for dyr, og sammenligningen mellem dyr og mennesker er heller ikke altid optimal,« siger han og fortsætter:

»Derfor giver det god mening at teste så meget som muligt in vitro, og det kan lade sig gøre på vores kunstige mave og tyndtarm, hvor det også er nemmere at sterilisere miljøet og skifte inficerede dele ud.«

Maskine med fem maver og tarme

Som led i sit ph.d.-projekt har Tomasz Cieplak bygget en model, der kan simulere passagen gennem mave og tyndtarm hos fem ‘individer’ samtidig.

Modellen består af fem parallelle enheder (én enhed markeret med hvid firkant i figuren), der er placeret i en klimaboks med en varmeplade og termostat, så temperaturen kan reguleres. pH-værdien reguleres ved feedback til en forudprogrammeret pumpe, ligesom også galdesalte og fordøjelsesenzymer kan pumpes ind, når det er relevant. I kroppen sker udskillelse af galdesalte i den øvre del af tyndtarmen (duodenum), mens reabsorptionen primært sker i den midterste del (jejunum). Reabsorptionen af galdesalte simuleres ved hjælp af dialysemembraner (de orange kassetter nederst i billedet). I den nederste del af tyndtarmen (ileum) tilsatte forskerne syv bakteriestammer, som de vurderede repræsentative for vores nederste del af tyndtarmen. Illustration: KU Sund

I modellen kan man simulere faktorer som pH, der skifter meget gennem den øvre del af mave-tarm-kanalen, og effekten af fordøjelsesenzymer og galdesalte. Desuden kan galdesaltene re-absorberes ved hjælp dialysemembraner, så mikroorganismerne, der testes i modellen, udsættes for fysiologisk relevante forhold.

Ifølge Tomasz Cieplak har udfordringen været at gøre ‘tarmen’ så kompakt. Til gengæld er det muligt at teste meget små mængder bakterier i tarmen, og det kan være en fordel, da nogle blandinger, såsom kulhydrater fra brystmælk, er meget dyre at få fat på.

Læs også: Donorafføring på kapsel skal afhjælpe betændelse og irritabel tyktarm

Instituttet har i første omgang nylig eftervist ‘tarmens’ effektivitet i et forsøg udført i samarbejde med det amerikanske biotekselskab Intralytix, hvor det blev undersøgt, om deres bakteriofager kunne gøre det af med den sygdomsfremkaldende bakterie E.coli, hvis de bliver givet som forebyggende cocktail.

Bakteriofager æder bakterierne

Bakteriofager er virus, som angriber helt bestemte bakterier for at bruge dem til at reproducere og sprede sig i. De findes i rigt mål i vores egen mikrobiota, hvor de spiller en vigtig rolle i forhold til balancen af vores tarm mikrobiota, da deres snyltende formål bevirker, at bakterien dør undervejs.

Derfor er de også til at få fat på gennem filtrering af afføringsprøver, og ved at få fat på de helt rigtige – i dette tilfælde de bakteriofager, som angriber E.col* – kan man i princippet opformere dem i rigt omfang og give dem som behandling mod dårlig mave, forårsaget af netop E.coli.

Det er i hvert fald den tanke, som forskerne arbejder med, og som den kunstige tyndtarm har testet, fortæller professor på instituttet Dennis Sandris Nielsen.

Læs også: Forbud mod zinkmedicin: Ministerium frygter, at yderligere fem mio. grise skal have antibiotika

»Vi har her for første gang vist, at en cocktail med tre bakteriofager er lige så effektiv til at slå E.coli ihjel som antibiotika i et system der simulerer vores tyndtarm,« siger Dennis Sandris Nielsen og fortsætter:

»Det er jo rigtig interessant, fordi bakteriofager er værtsspecifikke og kun angriber én bakteriestamme. Det betyder, at de – i modsætning til antibiotika, som rammer bredt – lader de gode bakterier i tarmen være,« siger han.

Skal erstatte antibiotika og zink

Dennis Sandris Nielsen understreger dog, at forsøgene nu også skal kunne reproduceres i først mus og herefter i mennesker. Og selvom det lykkes at få effektive cocktails på markedet med bakteriofager, vil det betyde, at disse cocktails formentlig vil skulle udskiftes lidt oftere på hylderne end traditionelle antibiotika.

Årsagen er det naturlige selektionspres, der gør, at bakterierne vil forsøge at mutere, så virussen ikke længere kan genkende dem.

»Det betyder, at du – i modsætning til de mere bredtfavnende antibiotika – er nødt til hele tiden at følge med og isolere nye bakteriofager, som har formået at slå bakterien i kapløbet,« understreger Dennis Sandris Nielsen.

Læs også: Spørg Scientariet: Hvordan laver man antibiotika?

Med den succesrige erfaring i bagagen, at tyndtarmen med fordel kan bruges til denne type forskning, kaster KU-forskerne sig nu over flere lignende projekter.

Ifølge Tomasz Cieplak samarbejder forskerne med flere virksomheder og universiteter og udvikling af præ- og probiotika.

Instituttet har bl.a. slået sig sammen med ingrediensvirksomheden Chr. Hansen fået midler fra Innovationsfonden til et projekt, hvor Tomasz Cieplak skal bygge en kunstig grisetarm, hvori der kan testes mulige alternativer til antibiotika og zink, som vil blive stærkt begrænset over de kommende år.

»Dette bliver også et kæmpe projekt, som vi dog ikke er begyndt på endnu,« siger han.

en kunstig grisetarm, hvori der kan testes mulige alternativer til antibiotika og zink

Det kan ganske nemt mindskes blot ved at ulovliggøre de ekstreme mængder kobbersulfat, vi tilsætter svinefoderet.

Zink er eneste antagonist til kobber, så så længe man ikke begrænser kobbersulfaten til grisene (til e.g. de behovmæssige 3,5-5 mg/kg), så findes der intet andet middel, der kan lindre den kobberforgiftning, de er udsat for.

Gjorde man det, ville man dog kunne begrænse zinken til omkring de 20-40 mg/kg, især hvis man benyttede mere optageligt organisk zink, som f.eks. zink-citrat (ift. uorganisk zinkoxid). I stedet for de nuværende 150 mg/kg siden 2003 - sat ned fra 250 mg/kg. Så i dag får grisene alt i alt mindre zink, end de gjorde før 2003.

Problemet kommer helt klart af de uhyrlige 165/170 mg. pr. kg. foder kobbersulfat de første 12 uger, som i dén grad ikke burde være lovligt. Det er decideret dyremishandling bevidst at gøre dyrene syge på den måde, og det kobberforgifter alle vores afgrøder ud over grisene selv, også de økologiske - foruden vandløb og marker.

Dog ganske positivt med probiotika frem for antibiotika mod E. Coli. - også ift. forebyggende effekt med præbiotika.

Det ville være ganske spændende med forskning indenfor pH og effekt ift. fjernet galdeblære.

  • 7
  • 2

Ved at producere et kuld færre smågrise om året og gradvist fra vænne smågrisene fremfor at profitmaksimere vha antibiotika og andre tilsætningsstoffer?

Nå, det er så fordi at landmændene ikke længere vil være konkurrencedygtige og vi vil miste eksportindtægter. Så pyt med antibiotika resistens, MRSA og misbrug af zink og kobber.

Personligt vægter jeg miljø og folkesundhed højere end eksport indtægter, men hver sin lyst...

  • 5
  • 2