Gjennombrudd i bakterieforskning: Fant bakterienåla i høystakken

Forestill deg et land med en milliard mennesker, der hver enkelt person har forskjellige interesser og ulike mål. Du vil aldri kunne vite om deres interesser og mål før du spør dem, men å gå rundt og spørre en milliard mennesker er ingen enkel oppgave.

Mann ser rett i kamera — Ved å bruke fargede kjemiske merker har vi avdekket oppførselen til individuelle bakterier ved å koble deres valg merker opp mot de ulike overlevelsesstrategiene de velger. Med denne teknikken har vi avslørt hemmelighetene bak bakterienes vedvarenhet og antibiotikaresistens. Det som overrasket oss var at uansett hvor vi så innenfor bakteriekolonien, så hadde hver bakterie et unikt vekstmønster, sier senioringeniør Bhupender Singh. Foto: Jan Fredrik Frantzen/UiT

Dette er det samme komplekse scenariet som forskere står overfor når vi studerer bakterier. Det er omtrent en milliard av dem i en koloni på størrelse med en blyantspiss, men når vi ser på hele bakteriekolonien ser de alle like ut, og vi antar at vi kan ta knekken på dem alle sammen med samme antibiotika. Dessverre er det ikke slik.

Bråkmakerne

Akkurat som oss mennesker har hver eneste bakterie i et infisert sår sitt eget mål. Noen vil trives og formere seg, andre vil bevege seg til andre deler av kroppen til pasienten, noen vil bukke under for antibiotikabehandling, og noen få vil holde seg i bakgrunnen og gå ubemerket hen.

Disse siste er bråkmakere, fordi de både er i stand til å overleve antibiotika, og de blir ikke oppdaget av diagnostiske tester for antibiotikaresistens.

– Vi vet at det finnes slike nåler, eller bakterie-bråkmakere, fordi hver gang noen hopper inn i denne høystakken så blir de stukket og skadet av den. Vi vet også at i noen kroniske bakterieinfeksjoner inneholder høystakken mer enn én nål, sier førsteamanuensis Christian Lentz ved UiT.

Han har ledet en ny studie på dette problemet.

Finner problembakteriene med fluorescens

Nylig fant forskere ved UiT Norges arktiske universitet og CANS – Senter for nye antibakterielle strategier – en smart ny måte å se på enkeltbakterier, og å finne de antibiotikaresistente blant dem. Bråkmakerne.

Nå kan forskerne til og med forutsi hvordan disse skurkene vil oppføre seg og hvor farlige de kommer til å være.

Ved å kombinere fluorescens med antibiotikumet Vancomycin som virker mot bakterien Staphylococcus aureus klarte forskerne å identifisere enkelte bakterier som ser ut som de andre, men som har potensial til å lage ekstra trøbbel for pasienter med Staphylococcus aureus-infeksjoner.

Mann sitter i et laboratorium — I denne studien så jeg på hvordan bakteriekolonier vokser og endrer seg i sanntid, og vi kunne spore bakterienes deres forhistorie. Dette er en nøkkelkomponent i denne forskningsmetoden. I bunn og grunn tilbyr denne tilnærmingen en ny måte å finne og studere skjulte grupper av bakterier som er genetisk like, men som oppfører seg ulikt. Dette er en ny og anderledes måte å gjøre ting på dette forskningsområdet, forteller forsker Jonathan Hira. Foto: Jan Fredrik Frantzen/UiT

– Vi prøver å male disse 'nålene' med en fluorescerende grønn farge som kan sees lett. Til det bruker vi en spesiell molekylær 'maling', for eksempel antibiotika koblet til fluorescerende fargestoffer, som forteller oss noe om den nål-lignende molekylære sammensetningen av bakteriecellene. Kombinasjonen av å male cellene i forskjellige farger og sammenlikne cellenes farge med deres evne til å overleve antibiotika lar oss forutsi om individuelle bakterieceller har større eller mindre sannsynlighet for å bli drept av antibiotika, forklarer Christian Lentz.

Enklere å velge riktig antibiotika

Å kunne vite hvilke typer antibiotikaresistente bråkmakere som skjuler seg i den vanlige bakteriekolonien kan i fremtiden vise seg å være avgjørende for å forutsi suksess eller fiasko for en bestemt antibiotikabehandling. Det vil gjøre det enklere å velge en mer passende antibiotika i utgangspunktet.

Forhåpentligvis vil dette gjøre oss i stand til å unngå uforklarlig svikt i antibiotikabehandlingen der antibiotika som burde virke, ifølge diagnostikken i laboratoriet, ikke gjør det hos pasienten.

Vitenskapelig referanse:

“Single-cell phenotypic profiling and backtracing exposes and predicts clinically relevant subpopulations in isogenic Staphylococcus aureus communities”

Frantzen, Jan Fredrik jan.f.frantzen@uit.no Kommunikasjonsrådgiver

Publisert: 04.10.24 11:37 Oppdatert: 04.10.24 11:41

Helse og velferd