Antibiotikaresistens er et stadig økende problem på verdensbasis. Forskere spør seg nå om nye typer antibiotika kan utvikles med utgangspunkt i bakterienes egne forsvarssystemer, og på denne måten bruke dette mot dem.
Stadig flere pådrar seg infeksjoner som ikke lar seg behandle med vanlige typer antibiotika. Dette er en voldsom påkjenning for pasienter og pårørende og koster samfunnet store summer. Det er anslått at flere vil dø av resistente infeksjoner enn av kreft innen 2050, om ingenting gjøres. Dessverre har det kommet svært få nye antibiotika på markedet siden 1980-tallet.
Vi trenger knallhard satsning på utvikling av nye typer antibiotika for å kunne tilby pasienter med resistente bakterieinfeksjoner effektiv behandling, sier forsker Emily Helgesen. Hun er en del av forskningsgruppen til Magnar Bjørås ved Avdeling for mikrobiologi ved Klinikk for laboratoriemedisin.
Respons på «trusselsituasjonen»
Forskningsprosjektet har bakgrunn i grunnforskning som strekker seg 20-30 år tilbake i tid, hvor man initialt studerte hvilke mekanismer bakterier bruker for å beskytte seg mot skader på arvematerialet.
Etter hvert ble det tydelig at bakterier har et bredt repertoar av mekanismer som kan benyttes, og at disse er spesialutviklet for ulike «trussel situasjoner» som kan oppstå.
En mekanisme som er interessant i den forbindelse er såkalte «Toksin-Antitoksin systemer». Toksinet er et lite peptid som uttrykkes som respons på «trusselsituasjonen», for eksempel tilstedeværelse av antibiotika, mens antitoksinet passer på at toksinet ikke er aktivt, med mindre det er absolutt nødvendig, sier Helgesen.
Når toksinet er aktivt, justeres bakteriens metabolisme slik at den går inn i en slags dvalemodus. I denne dvalemodusen kan bakterien tåle antibiotikaen, selv uten å endre på arvematerialet sitt. Man tror at dette er en viktig bidragsyter til at infeksjoner kan blusse opp igjen etter endt antibiotikakur.
Det pågående prosjektet tar utgangspunkt i et interessant fenomen ved disse Toksin-Antitoksin systemer – nemlig at toksinet er ekstremt giftig for bakteriene, hvis det blir produsert i forhøyede konsentrasjoner og dermed har helt motsatt effekt.
Lovende resultater
Forskningsgruppen har testet den antimikrobielle effekten av kunstig syntetiserte peptidvarianter av ulike toksiner fra disse TA systemene. Resultatene er svært lovende.
Så langt har vi testet mer enn 15 forskjellige modifiserte varianter av peptidtoksinene og finner at de dreper resistente bakterier svært raskt og effektivt.
Gruppen har også vist prinsippet tidligere ved hjelp av en virusbasert strategi, hvor viruset «tvinger» bakteriene til å produsere forhøyede nivåer av toksinet, og dermed dreper bakterien fra innsiden. Denne strategien viste god effekt i behandling av sepsis/blodinfeksjon i mus.
Målet er å angripe bakteriene ved bruk av nye mekanismer og på måter som de ikke har god kapasitet til å beskytte seg mot,forteller seniorforsker James Booth.
Utviklet ny plattformteknologi
Det store potensialet i denne forskningen ligger i det gruppen selv omtaler som «plattformteknologien». Plattformteknologien er basert på at det finnes svært mange TA systemer i forskjellige typer bakteriarter, og hvert av disse kan potensielt fungere som utgangspunkt for en ny type antibiotika.
Enkelte bakteriearter har for eksempel over 80 TA systemer. Dette betyr at flere titalls – kanskje hundretalls – nye typer antibiotika kan utvikles, og disse vil kunne være effektive mot resistente bakterieinfeksjoner i fremtiden. De mest lovende peptidvariantene skal nå testes ut i musemodeller hos Statens Serum Institutt i Danmark, en håper på gode resultater.