Bättre vaccin kan skydda mot barnsmitta

Bakterier som friska barn bär på i näsan kan ge mor- och farföräldrar allvarliga sjukdomar. Birgitta Henriques Normark arbetar med att ta fram vaccin som ger bättre skydd.

Bakterier av arten Streptococcus pneumoniae, eller pneumokocker som de kallas i dagligt tal, är vanliga och bidrar till en stor sjukdomsbörda i världen. De ligger bakom uppåt 1,6 miljoner dödsfall årligen, då de orsakar sjukdomar som hjärnhinneinflammation, lunginflammationer och sepsis. Bakterierna kallas ibland lite krasst ”the old mans friend”, då de kan ge en stilla död i lunginflammation för den som är gammal och skröplig.

Det finns två åldersgrupper som är extra känsliga för att få infektioner orsakade av dessa bakterier – dels små barn, men också äldre vuxna

I Sverige rapporterades år 2018 drygt 1 400 fall av så kallad invasiv, allvarlig, pneumokockinfektion. Bakterierna förekommer som en del av normalfloran i näsan hos omkring 30 procent av friska, svenska barn, varifrån de kan spridas och ge upphov till sjukdom hos känsliga individer.

– Det finns två åldersgrupper som är extra känsliga för att få infektioner orsakade av dessa bakterier – dels små barn, men också äldre vuxna och då ofta de som dessutom har någon underliggande sjukdom som sätter ner immunförsvaret, som cancer, hjärtkärlsjukdom eller diabetes, säger Birgitta Henriques Normark, professor i klinisk mikrobiologi med inriktning mot klinisk bakteriologi vid Karolinska Institutet.

Lika många sjuka, trots vaccination

Pneumokocker kan förekomma i nära 100 olika varianter, så kallade serotyper. Dessa klassificeras utifrån strukturen på bakteriernas kapsel, som består av socker. I Sverige infördes år 2009 generellt vaccination mot pneumokocker i barnvaccinationsprogrammet, med ett vaccin som baseras på sju av dessa kapselserotyper. År 2010 byttes detta vaccin mot antingen ett vaccin som täcker 10 eller 13 serotyper. Antalet sjukdomsfall i den vaccinerade barngruppen minskade dramatiskt efter vaccinintroduktionen, men antalet sjukdomsfall har inte gått ner generellt i populationen. Tvärtom har effekten blivit att lika många äldre insjuknar, men av pneumokockvarianter som inte ingår i de aktuella vaccinerna.

Bärarskapet av pneumokocker i näsan hos friska barn ligger kvar på ungefär samma nivå som innan vaccinationsprogrammet togs fram, men nu är 95 procent av bakterierna sådana som inte ingår i vaccinet

– Bärarskapet av pneumokocker i näsan hos friska barn ligger kvar på ungefär samma nivå som innan vaccinationsprogrammet togs fram, men nu är 95 procent av bakterierna sådana som inte ingår i vaccinet, och över 70 procent av allvarliga pneumokockinfektioner hos vuxna orsakas nu av icke vaccintyper. Därför behövs bättre och mer effektiva vaccin, för att kunna skydda sköra äldre, säger hon.

Det arbetet har fått stöd av Familjen Erling-Perssons stiftelse inom ramen för projektet Development of membrane particle against pneumococcal infections.

Vacciner är viktiga för att skapa immunitet

Vacciner stimulerar immunförsvaret och skyddar på så vis individen mot sjukdom. Normalt fungerar det så att efter genomgången sjukdom får kroppen ett immunologiskt minne. Det innebär att vissa slags vita blodkroppar, så kallade B-celler, lär sig hur smittämnet såg ut och är därför redo att vid nästa möte snabbt dra igång produktionen av så kallade antikroppar. Dessa är molekyler som fäster vid smittämnet och pekar ut exempelvis en invaderande bakterie för de celler i immunförsvaret som har till uppgift att döda inkräktare. Nästa gång kroppen utsätts för samma smittämne kommer immunförsvaret att känna igen det, vilket gör att svaret denna gång blir både snabbare och kraftigare och i bästa fall förhindrar att den smittade blir sjuk på nytt. Med vaccination får individen så kallad immunitet utan att behöva bli sjuk och slipper då de risker det innebär. Vid vaccination tillförs kroppen ett så kallat antigen. Det kan vara ett försvagat smittämne, som avdödat virus, eller som i fallet med pneumokock-vaccinet, socker från bakteriens hölje. När kroppens immunförsvar träffar på antigenet stimuleras immunförsvarets celler och antikroppar bildas. Om den som blivit vaccinerad senare träffar på det riktiga smittämnet kommer hen redan att ha ett skydd och därför slippa bli (lika) sjuk.

Bakterierna bildar själva vaccinmaterial

Birgitta Henriques Normark forskargrupp har funnit att pneumokock-bakterier knoppar av små blåsor, så kallade membranvesiklar, och att i dessa små blåsor, ofta mellan 50 och 250 nanometer i diameter, finns en rad olika proteiner som är specifika för bakterien. Det har forskarna kunnat detektera med en mycket noggrann analysmetod kallad mass-spektrometri. Jämfört med att ta enstaka proteiner från en bakteries yta och rena fram dem för att i förlängningen skapa ett vaccin, är det smidigt att istället nyttja de proteiner som bakterien själv släpper ut i sina vesiklar – man kan lite slarvigt säga att bakterien själv tillverkar det material som sedan används för att skapa ett vaccin. Gruppen har idogt odlat fram bakterier och sedan fått dem att bilda vesiklar, som sedan skördats, och karakteriserats, vilket de publicerade i en artikel i MBio.

Vi tror att detta kan vara en framkomlig väg för att skapa ett nytt och mer effektivt vaccin, då det i vesiklarna naturligt finns en rad olika bakterieproteiner

– Vi tror att detta kan vara en framkomlig väg för att skapa ett nytt och mer effektivt vaccin, då det i vesiklarna naturligt finns en rad olika bakterieproteiner, säger Birgitta Henriques Normark.

Exempelvis fann de ett protein kallat pneumolysin, som tidigare framför allt hittats inuti bakteriens cytosol, men som förekom anrikat i högre halt inuti vesikeln, vilket beskrivits i Nature Microbiology. Gruppen har tagit fram en experimentell musmodell för att kunna studera om immunisering med vesiklarna fungerar. I samarbete med fysiker har de även kunnat utveckla högupplösta mikroskopi-avbildningsmetoder för att dels studera själva bakteriecellen, dels hur den interagerar med värdens celler, resultat som publicerats i två artiklar i Methods of Molecular Biology1,2.  Och det finns även nya, ännu opublicerade data som hon nämner utan att vara alltför detaljerad.

– Faktum är att vi har kunnat identifiera antigen i vesiklerna som ger skydd, så jag är mycket hoppfull, säger Birgitta Henriques Normark.

Nytt antibiotika annat forskningsspår

I ett annat projekt arbetar hon med att ta fram nya varianter av bakteriedödande ämnen, så kallade antibiotika. Även här finns resultat som ger anledning till försiktig optimism.

– Jag tror mycket på det vi har funnit och här samarbetar vi bland annat med kemister i Umeå och i Tyskland, säger Birgitta Henriques Normark.

Det vi har tagit fram skulle jag beskriva som ett nytt koncept, då vår molekyl går att modifiera

Den nya substansen har de studerat mot pneumokocker, men kan visa sig ha bredare användning än så. När det gäller framtagandet av nya antibiotika har en hake varit att inga nya klasser har tagits fram på flera decennier, utan det har handlat om varianter på samma tema.

– Det vi har tagit fram skulle jag beskriva som ett nytt koncept, då vår molekyl går att modifiera. Men eftersom vi ännu inte har fått patent är det svårt att vara mer specifik, säger hon.

Lång väg till färdigt vaccin

Birgitta Henriques Normark betonar att även om de första resultaten är lovande är det en lång och mödosam process att skapa ett nytt vaccin – det kan ta mellan tio och femton år innan det skulle kunna komma i kliniskt bruk.

– Vi behöver ta reda på exakt vilka antigen som ger bäst effekt och helst vill vi få korsaktivitet, alltså att ett antigen ska ge immunitet mot ett flertal bakterievarianter och här kan det handla om att utgå från en väl definierad cocktail av vesiklar. Därefter behöver vi ta fram ett enkelt sätt att tillverka mycket av dem och här behöver vi även skapa en smidig produktionslinje som ska gå att skala upp, och sedan – om det går så långt – behövs investerare, eftersom kliniska studier är mycket kostsamt, säger hon.

Vi behöver ta reda på exakt vilka antigen som ger bäst effekt och helst vill vi få korsaktivitet, alltså att ett antigen ska ge immunitet mot ett flertal bakterievarianter

Hon betonar att det ekonomiska projektstödet från Familjen Erling-Perssons stiftelse har varit mycket viktigt under utvecklingsarbetet.

– Det betyder jättemycket! Tack vara dessa pengar har vi bland annat kunnat anställa fler personer i gruppen som arbetar med projektet. Projektet är arbetskrävande – jag vet inte hur många odlingsplattor som mina medarbetare har skrapat av bakterier från för att få tillräckligt med material att analysera, säger hon.

AV LOTTA FREDHOLM, VETENSKAPSJOURNALIST

 

Birgitta Henriques Normark OM multidisciplinära samarbeten:

”Jag har mycket goda erfarenheter! Vi jobbar sedan tio år nära tillsammans med fysiker från Kungliga Tekniska högskolan i Stockholm och det fungerar utmärkt. Även inom min egen forskargrupp har vi ett brett spann av professioner – kliniskt verksamma läkare, rena grundforskare, biokemister, mikrobiologer, fysiker och civilingenjörer.

Vi samarbetar också med forskare inom nanoteknologi, så våra gruppmöten är mycket multidisciplinära, vilket är mycket utvecklande.”

OM Birgitta Henriques Normark

Ålder: 61 år

Familj: Make och tre egna och tre bonusbarn.

Bor: Lägenhet i Stockholm.

Birgitta Henriques Normark

Utbildning: Läkarutbildning vid Karolinska Institutet, specialistutbildning inom klinisk bakteriologi, disputerade 2000 inom smittskydd vid dåvarande Smittskyddsinstitutet (som sedan blev Folkhälsomyndigheten) och Karolinska Instiutet.

Gör: Är professor i klinisk mikrobiologi med inriktning mot klinisk bakteriologi vid Karolinska Institutet, men är även knuten till Folkhälsomyndigheten där hon arbetar med nationell smittövervakning samt till Karolinska universitetssjukhuset där hon arbetar som överläkare. Dessutom har hon en gästprofessur i Singapore.

Fritid: ”Vi har två hästar så vi ägnar mycket tid åt ridning.”

Drivkraft: Nyfikenhet. ”Som läkare vill jag bota och förebygga sjukdomar och helst bidra till att ta fram något som kan hjälpa mänskligheten.”

Länkar till de artiklar som nämns i artikeln.

MBio: https://mbio.asm.org/content/9/2/e00559-18.long

Nature Microbiology: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30420782

Methods of Microbiology 1: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30929205

Methods of Microbiology 2: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30929203

Till fler artiklar