Bekjemper antibiotikaresistens

12.01.18 Vibeke Os

– Antibiotikaresistens hos bakterier er blitt en stor trussel og et fryktelig tilbakeslag i bekjempelse av infeksjoner, konstaterer forsker Bjarte Lund som i høst tok en doktorgrad tilknyttet Institutt for kjemi ved UiT.

Lund kombinerte egenskapene til de to molekylene til venstre i et nytt molekyl som vi ser til høyre i figuren. Denne forbindelsen er nå i stand til å blokkere Beta-lactamase, et enzym som gir bakterier resistens mot antibiotika. Kanskje kan en variant av denne forbindelsen en dag hjelpe vanlig antibiotika å knekke en infeksjon. Illustrasjon: Bjarte Lund

– I år 2050 forventer man at det dør flere av vanlig infeksjoner enn av kreft. Det kan også sette en stopper for små operasjoner vi i dag utfører rutinemessig fordi selv små infeksjoner i operasjonssår kan bli livstruende, utdyper han.

Bakterier har en utrolig evne til å tilpasse seg, dessverre for menneskeheten har mange sykdomsfremkallende bakterier nå ervervet resistens mot noen av de mest brukte antibiotika.

Vil gjenreise effekten av mye brukte antibiotika

Ifølge Lund har utviklingen av nye antibiotika stagnert og forskeren ser derfor på metoder som kan gjøre de antibiotika vi allerede bruker mer effektive.

– I mitt doktorgradsarbeid har jeg forsøkt å utvikle et hjelpemolekyl til en av de vanlige antibiotikum vi bruker i dag, nemlig karbapenemer. Noen sykehus-assosierte bakterier har tatt opp arvestoff som gjør at de produserer resistensenzymet Beta-laktamase, dette enzymet ødelegger medisinen karbapenem og gjør at antibiotikumet ikke lenger virker på pasienten.  Sykdomstilfeller forverret av resistens mot karbapenemer er rapportert over hele verden.

 

Denne tidslinjen viser hvordan utviklingen av nye antibiotika og bakteriers utvikling av resistens følger som hånd i hanske. Gener for resistens er sannsynligvis like gamle som gener som koder for antibiotika, men vårt utstrakte (mis)bruk av medisiner har gjort at vi, uten å ville det, har fremelsket bakterier som har resistensegenskaper. Både "snille" og farlige bakterier vil over tid plukke opp gener for resistens mot de antibiotika vi bruker mest. Illustrasjon: Bjarte Lund

Lund forklarer at de vil beskytte antibiotikumet mot resistensenzymet, de vil rett og slett gjenreise effekten av karbapenemer ved å blokkere Beta-laktamase  resistensenzymet.

Stein i maskineriet

– Vi introduserer stein i maskineriet kan du si, vi har lett etter små molekyler som kan binde seg til Beta-laktamase og hindre resistens. Kjemikeren forteller at tanken er å finne et eller flere molekyler som kan gis samtidig som antibiotika og beskytte antibiotikumet helt til det har fått utført sitt oppdrag i kroppen- nemlig å knekke en infeksjon.

Han har forsket på et bibliotek av 490 ulike små kjemisk forbindelser der hver av dem ble testet for sin evne til å binde til en Beta-laktamase.

Beta-laktamaser finnes i mange varianter og hele 5 av dem ble kartlagt på atom-nivå av Bjarte og hans kolleger ved UiT-Norges arktiske universitet. Atom-modellen gir forskerne verdifull informasjon om hvordan resistens kan stoppes. Her med røntgeninstrumentet som han brukte i arbeidet med å finne tredimensjonal oppbygning av resistensenzymene. Foto: Vibeke Os

Av de som viste god effekt har vi foredlet et sett med nye molekyler der 10 kandidater ble videre undersøkt i detalj. Lund brukte en metode som kalles røntgenkrystallografi for å kunne modellere hvordan hvert enkelt atom er plassert i enzymet. I denne modellen kunne han også studere hvordan de små molekylene ble bundet fast og se på deres evne til å blokkere enzymet. I denne prosessen med å optimalisere sammensetning av de kjemiske egenskapene til småmolekylene klarte han å få 90 ganger bedre effekt på to av de forbindelsene han undersøkte.

Fortsatt en vei å gå

– Vi har ikke enda oppnådd tilfredsstillende effekt i blokkeringen av resistensenzymet, det kan både ha med opptak i cellen og binding til enzymet. Men vi har funnet noen lovende små molekyler som på sikt kanskje kan kombineres to og to sammen og gis sammen med antibiotika og som, viktigst av alt, det vil være vanskelig for bakterier å utvikle resistens mot, avslutter Lund.

Lund forsvarte sin PhD avhandling 1. september, tittel på oppgaven var: “The OXA-class of β-lactamases: A structural view on antibiotic resistance”. Han ble veiledet av Hanna-Kirsti Schrøder Leiros, Institutt for kjemi, UiT-Norges arktiske universitet og prosjektet var finansiert av den nasjonale forskerskolen BioStruct.

Les mer:

I kveld kan Bjarte vinne pris for forskning på det som reddet livet hans (NRK Troms)

Forsker Grand Prix 2017 (NRK TV kunnskapskanalen) (Bjartes presentasjon starter 31 min ut i programmet)

Vil gjenreise effekten av antibiotika (UiT nyhetssak 2017)

Vi leter etter nåla i høystakken (Kjemi -tidsskift for Norsk Kjemisk Selskap)

The OXA-class of β-lactamases: A structural view on antibiotic resistance (Doktorgradsavhandling UiTs vitenarkiv Munin)

På Twitter   #norgesarktiske
Skip to main content