Bakterienes hemmelige våpen

Det er ikke bare enkelt å finne ut om bakteriene er antibiotikaresistente. Ofte må forskerne helt ned på gennivå for å finne ut om de har hemmelige forsvarsvåpen på lur. CANS-forsker Theresa Wagner viser fram en solid koloni med Staphylococcus aureus, en bakterie som kan gi alt fra hudinfeksjoner til blodforgiftning. Foto: Jan Fredrik Frantzen, UiT

Med en gang du tar antibiotikumet kan nemlig noen av bakteriene hente fram sine hemmelige supervåpen og ødelegge for behandlinga. Ikke bare det, men bakteriene deler også på evnen til å bruke sine forsvarsvåpen med andre bakterier. Det er nesten så de konspirerer mot oss i et hemmelig nettverk!

Slike bakterier er ikke bare en skummel tanke, men de dukker opp rundt i verden. Også her i Norge.

Bakterienes hemmelighet

Det som er problemet, er at bakterier med slike skjulte forsvarsvåpen forekommer i så lave antall at det er kjempevanskelig for selv de flinkeste folkene på laboratoriet å finne dem. Bare en av en million bakterier har slike skjulte våpen, mens vi «bare» bruker ti tusen bakterier for å gjøre en såkalt fenotypisk test i laboratoriet der vi dyrker fram bakteriene i ei skål. Vi måtte ha brukt en million bakterier i testen for å finne den ene med hemmelige supervåpen.

Da kan du lett tenke at det kanskje ikke er så farlig med disse våpnene, hvis det er så få bakterier som har dem? Men når du får en infeksjon vokser antallet bakterier veldig raskt, og snart er det opp til en milliard bakterier i infeksjonen.

Da er det plutselig ganske mange av dem som har forsvarsvåpen mot antibiotika. Dessuten har de et ekstra ess oppe i jakkeermet...

Bakterier med skjold — En del av bakteriene har effektive skjold, som de tar frem bare når de trenger ekstra beskyttelse. For eksempel når vi tar i bruk antibiotika. Da går de fra å være relativt ubeskytta til nesten å ha på seg full rustning. Illustrasjon: Theresa Wagner, CANS

Når de oppdager antibiotika i nærheten, så tar de fram forsvarsvåpnene sine fra skjulestedene og ødelegger for medisinen. Men de kan også dele denne egenskapen med de andre bakteriene i infeksjonen. De kan lage mange kopier av oppskrifta på å bekjempe antibiotikumet, og dele oppskrifta med kompisene sine rundt seg.

Det fører til at enda flere bakterier plutselig er i beredskap og kan lage våpen til å bekjempe antibiotikumet! Og du fortsetter å være syk.

DNA - antibiotikaresistensens siste skjulested

Men hva kan vi så gjøre for å oppdage og hindre spredning av slike bakterier som skjuler våpnene sine? Først og fremst - for deg som leser denne artikkelen er det viktig å bare bruke antibiotika når du virkelig trenger det.

For det andre kan vi bruke flere metoder i tillegg til standardiserte fenotypiske tester, når vi skal finne ut hvilke bakterier infeksjonen din skyldes.

Med metoder som PCR og sekvensering av genmaterialet kan vi se inn i det aller innerste av bakteriene, nemlig på nukleinsyrene (https://snl.no/nukleinsyrer) de har, eller DNA og RNA om du vil.

Helt nede på gennivå klarer ikke bakteriene lengre å skjule deres evne til å oppbevare og skjule sine forsvarsvåpen mot antibiotika, for her ser vi om de har oppskrifta til å bli resistente mot antibiotika eller ikke. Ingen kan gjemme genene sine, heller ikke bakteriene.

Dobbeltesting

I Danmark og Canada klarte sykehusstammer av enterokokker med slik skjult resistens som vi har kalt «transiently silent acquired antimicrobial resistance» (tsaAMR) å spre seg raskt og forårsake store sykdomsutbrudd i sykehusene. Heldigvis bruker vi i Norge nå både fenotypiske tester og ser på nukleinsyrene, eller DNAet, hos enterokokker. Dermed har vi klart å forhindre spredning av enterokokker med skjult resistens her i landet.

Men det kunne fort ha gått en annen vei, hvis ikke laboriatoriene våre hadde vært så årvåkne at de begynte med slik dobbeltesting av bakteriene.

Fremover forventer vi at det blir enda mer våpenberedskap hos bakteriene. Derfor må vi være flinke med å oppdatere våre metoder for å oppdage bakterienes forsvarsvåpen - og blåkopiene deres for å lage nye. Siden vi bare kan se etter blåkopier som vi allerede kjenner til, må vi fortsette å forske for å finne andre og kanskje helt nye våpen, som bakteriene har gjemt unna og som vi enda ikke kjenner til.

Det er fortsatt mye i mikrobenes utrolige verden vi enda ikke har funnet ut av.

Men vi gjør stadig fremskritt.

Kampen mot antibiotikaresistens

Antibiotikaresistens er bakteriers evne til å motstå effekten av antibiotika. Oppdagelsen av antibiotika er en av vår tids viktigste medisinske funn og har sammen med økt velstand gitt store forbedringer i folkehelse og levealder.

Stadig flere bakterier er nå i ferd med å bli motstandsdyktige, resistente, mot de antibiotika vi har til rådighet. Det betyr at bakteriene har klart å endre seg slik at antibiotikumet har mistet sin effekt og ikke lenger dreper eller hemmer bakteriene.

Antibiotikaresistens er nå et alvorlig problem som sprer seg raskt og som er en stor utfordring for helsevesenet.

https://sml.snl.no/antibiotikaresistens

Vitenskapelige referanser

Transiently silent acquired antimicrobial resistance: an emerging challenge in susceptibility testing
(Theresa Maria Wagner, Benjamin Peter Howden, Arnfinn Sundsfjord, Kristin Hegstad)

A Silenced vanA Gene Cluster on a Transferable Plasmid Caused an Outbreak of Vancomycin-Variable Enterococci
(Audun Sivertsen, Torunn Pedersen, Kjersti Wik Larssen, Kåre Bergh, Torunn Gresdal Rønning, Andreas Radtke, Kristin Hegstad)

Alternative vanHAX promoters and increased vanA-plasmid copy number resurrect silenced glycopeptide resistance in Enterococcus faecium
(Theresa Maria Wagner, Jessin Janice, Audun Sivertsen, Ingegerd Sjögren, Arnfinn Sundsfjord, Kristin Hegstad)

CANS - Senter for nye antibakterielle strategier

CANS er UiTs storsatsing i kampen mot antibiotikaresistens. Tre fakulteter og 16 forskningsgrupper har gått sammen om å styrke forskningen på antibiotikaresistens, lete etter nye antibiotika, og finne gode måter å forvalte de antibiotikaene vi har i dag.

https://uit.no/research/cans