Oppdagelsen og utviklingen av antibiotika er et av de største fremskrittene i medisinsk historie. I dag, flere tiår etter at de at de første pasientene ble behandlet med antibiotika, er bakterielle infeksjonssykdommer igjen et økende problem.
Stadig flere bakterier blir motstandsdyktig (resistente) mot antibiotika. Dersom en bakterie blir resistent, vil ikke antibiotikumet lengre kunne hemme veksten til bakterien og antibiotikumet vil derfor ikke kunne benyttes i behandling.
Bakterier som blir resistente mot flere typer antibiotika kalles multiresistente bakterier. I dag blir stadig flere sykdomsframkallende bakterier multiresistente. Til tross for dette, utvikles det få nye legemidler mot multiresistente bakterier. Dette er et stort problem.
Ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU) jobber vi med å utvikle nye alternative behandlingsmetoder som kan brukes når antibiotika ikke lenger virker.
Bakteriens egne våpen
Bakteriosiner er stoffer som bakterier lager for å kunne drepe andre bakterier i konkurranse om næringsstoffer og boplass. Vi kan se på disse stoffene som bakterienes egne våpen. Ved NMBU jobber vi med å utnytte disse våpnene som bakteriene produserer, til vår egen fordel.
Kan vi bruke våpnene deres til å drepe sykdomsfremkallende bakterier som antibiotika ikke lengre tar knekken på? Svaret ser ut til å være ja. Vi har sett at enkelte bakteriosiner er svært effektive mot en rekke sykdomsfremkallende, multiresistente bakterier.
Bakteriosiner har flere fordeler sammenliknet med tradisjonell antibiotika.
Et viktig steg i utviklingen av nye, mulige behandlingsmetoder, er å forstå hvordan bakteriosinene gjenkjenner og dreper bakteriene. Bakteriosinene vi forsker på ser ut til å være veldig presise våpen – de dreper kun bakterier som har et helt spesifikt protein på overflaten.
Interaksjonen mellom bakteriosiner og dette proteinet ser ut til å være veldig presis, for selv om de aller fleste bakterier har ulike versjoner av proteinet på sin overflate, dreper bakteriosinet kun et utvalg bakterier. Bakteriosinet og proteinet passer altså sammen som en nøkkel i en lås.
Økt kunnskap om hvordan bakteriosinet og proteinet samhandler gir oss muligheten til å designe nye bakteriosiner med nye egenskaper. Jo bedre vi forstår hvordan nøkkelen og låsen passer sammen, desto bedre nøkler kan vi potentielt lage.
Et nytt bakteriosin med forbedret egenskaper
Bakteriosiner har flere fordeler sammenliknet med tradisjonell antibiotika. Blant annet har de en ganske enkel oppbygning, som betyr at vi enkelt kan lage dem i laboratoriet. På NMBU har vi vist at bakteriosiner kan endres slik at de antimikrobielle egenskapene forbedres.
Vi har vist at ved å gjøre små endringer i bakteriosinets sammensetning ble de mer effektive. Ved bruk av denne tilnærmingen har vi utviklet et nytt og mer effektivt bakteriosin som effektivt hemmer veksten av en spesiell type sykdomsfremkallende bakterie kalt Staphylococcus haemolyticus som kan være resistent mot flere typer antibiotika.
Med andre ord laget vi en ny «nøkkel» som passet bedre til «låsen» vi ønsket å benytte.
Gjennom forskingen vår har interaksjonen mellom bakteriosinet og proteinet blitt kartlagt på detaljnivå. Ved å gjøre endringer i deler av det spesifikke proteinet på overflaten av bakterien, har vi nå funnet ut hvilken deler av proteinet som er viktig for at bakteriosinet binder seg til og dreper bakterien.
Dette er viktige funn som kan brukes til å utvikle enda bedre, mer effektive og presise legemidler mot farlige infeksjonssykdommer.
Kilder:
- The extracellular domain of site-2-metalloprotease RseP is important for sensitivity to bacteriocin EntK1
- A bacteriocin-based treatment option for Staphylococcus haemolyticus biofilms
Fakta om antibiotika resistens
- 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.
