Nyt kemisk stof hæmmer dannelse af biofilm

Under udvikling af en test af en række nye stoffer fandt forskerne på en uhyre elegant kombination af to farvestoffer. Pseudomonas-bakterier blev gensplejsede, så de fluorescerede i grønt, hvis de kommunikerede kemisk. Samtidig fluorescerede de alle sammen rødt. Det røde lys var et mål for, hvor mange bakterier der var. Det grønne lys aftog, hvis det testede stof kunne hindre deres indbyrdes kommunikation. Biofilm uden kommunikation falder fra hinanden.

Nogle bakterier danner en tyk belægning, der kaldes en biofilm. Et velkendt eksempel er plak på tænderne. Men mange mere alvorlige infektioner er også forårsaget af biofilmdannende bakterier, fortæller Michael Givskov fra DTU til New Scientist. F.eks. er hovedårsagen til dødsfald ved cystisk fibrose, at bakterien Pseudomonas aeruginosa, som i sig selv ikke er sygdomsfremkaldende, danner biofilm, der blokerer patienternes lunger. Bakterierne producerer en sej, tyk slim af sukkerforbindelser. Denne film beskytter dem imod angreb fra kroppens immunsystem og imod antibiotika.

Givskov og hans kolleger har fundet frem til et stof, en furanon-forbindelse, der synes at hindre den interne kommunikation imellem Pseudomonasbakterier effektivt. Disse, og mange andre organismer sender kemiske signaler til hinanden. Man kalder det en quorum-meddelelse, efter "quorum", som står for et beslutningsdygtigt flertal. Bakterierne får kemisk besked om, hvor mange de er, og syntetiserer stoffer, deler sig, m.m. efter denne besked. Furanonen hæmmer ikke bakteriernes vækst og etablering af en film, men den "jammer" kommunikationen. Derved fremmer den henfaldet af biofilmen. Umiddelbart kunne det synes som et minus, at bakterier ikke dræbes eller bliver hæmmet i væksten, men det har en meget stor fordel, understreger forskerholdet i artiklen "Inhibition of quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa biofilm bacteria by a halogenated furanone compound" i tidsskriftet Microbiology, Vol.148, p.87-102, 2001. For hermed oparbejder bakterierne ikke resistens imod stoffet, og det er ellers et af de helt store problemer ved bakteriehæmmende medikamenter.

Forskernes imponerende farvningsteknik er udviklet ved, at man fra en havgople har taget genet for et grønt fluorescerende protein, GFP. Fra en søanemone har man genet for et rødt fluorescerende protein, RFP. Som de første i verden splejsede forskerne RFP i Pseudomonasbakterier, så de alle fluorescerer i rødt. Bakteriernes vækst og tykkelsen af biofilmen kunne altså måles ved simpelthen at belyse bakterierne og måle fluorescensen i rødt. GFP-genet var meget genialt blevet splejset sammen med et gen, som koder for et stof, der reagerer på den kemiske forbindelse, bakterierne bruger i deres quorum-signal. Hvis et teststof virkede, mistede de altså deres grønne fluorescens og lyste kun rødt. Ud fra forsøg med mus vurderer man, at furanonen kan have en gunstig effekt på fibrose hos mennesker. Stoffet er dog giftigt og derfor ikke anvendeligt til langtidsbehandling, men man arbejder ihærdigt videre på at finde mindre giftige stoffer, som hæmmer quorum-beskederne effektivt og lader biofilmen falde fra hinanden.