Nya angreppssätt för att mota multiresistenta bakterier

Två forskare har fått nya anslag för att på olika vis arbeta mot spridningen av multiresistenta bakterier. Tor Ny vill stärka kroppens eget försvar, medan Fredrik Westerlund siktar mot snabb identifiering av resistensgener.

Användningen av antibiotika ökar i världen. I en studie publicerad i den vetenskapliga tidskriften PNAS, har forskare studerat försäljningsstatistik i 76 länder. De såg då att ökningen av antalet dygnsdoser mellan år 2000 och 2015 var 65 procent. Störst ökning stod låg- och medelinkomstländer för, där de sex länderna med allra högst konsumtion var Turkiet, Tunisien, Rumänien, Algeriet, Spanien och Cypern.

Och ju mer antibiotika som används, desto större är risken att antibiotikaresistenta bakteriestammar utvecklas. I Sverige finns god medvetenhet om risken med resistensutveckling och i primärvården används förhållandevis lite antibiotika, jämfört med hur det ser ut i exempelvis södra Europa. Men bakterier respekterar inga gränser och resistenta bakterier sprids lätt mellan olika länder. Inom EU beräknas omkring fyra miljoner personer vara infekterade med antibiotikaresistenta bakterier och infektioner av sådana bakterier ligger också bakom cirka 25 000 dödsfall per år.

Risk för resistens även mot ny antibiotika

Situationen är allvarlig och kräver nytänkande. Tor Ny, professor i medicinsk kemi vid Umeå universitet, är huvudsökande för projektet Plasminogen – en pro-inflammatorisk läkemedelskandidat för bekämpning av infektioner orsakade av antibiotikaresistenta bakterier. Att utveckla nya antibiotika skjuter bara problemet med resistens framåt, enligt Tor Ny: när ny typ av antibiotika börjar användas kliniskt hittas redan inom några år bakterier som utvecklat resistens även mot den nya typen av antibiotika.

För att råda bot på denna problematik krävs ett nytt angreppssätt. Ett sådant är ett läkemedel som bekämpar infektioner genom att förstärka kroppens eget försvar mot infektioner

– Bakterier är också bra på att föra över resistensgener till andra bakterier. På så sätt skapas det multiresistenta stammar som är resistenta mot flera olika antibiotika. För att råda bot på denna problematik krävs ett nytt angreppssätt. Ett sådant är ett läkemedel som bekämpar infektioner genom att förstärka kroppens eget försvar mot infektioner istället för att attackera själva bakterien om man idag gör med antibiotika, säger han.

Att stärka kroppens eget försvar

Tor Ny. Foto: Mattias Pettersson

Ett sådant nytt biologiskt läkemedel tror Tor Ny att ett protein kallat plasminogen som han själv har själv arbetat med i över 30 år kan vara. Plasminogen aktiverar det vi i dagligt tal kallar inflammation och som är en del i kroppens eget försvar mot invaderande mikroorganismer. En inflammatorisk process innebär att en kaskad signalämnen tar sig till den aktuella vävnaden och där stimulerar celler som bekämpar infektioner. En stimulering av den inflammatoriska processen bidrar också till en förbättrad läkning av sår.

År 2001 grundade Tor Ny företaget Omnio som baseras på patent relaterade till plasminogen. Inom kort startas en klinisk fas-1 studie som testar plasminogens förmåga att stimulera läkning av svårläkta sår, som i detta fall drabbar diabetiker.

Plasminogen motverkar MRSA

Målet med studien är att se att plasminogen inte ger några toxiska effekter och i ett första skede är det ett 20-tal diabetespatienter med fotsår som ska behandlas.

– De flesta diabetiska fotsår är infekterade, så genom att behandla med plasminogen kan vi slå två flugor i en smäll och både få bättre sårläkning, och på samma gång eliminera bakterierna som infekterar såren, säger Tor Ny.

I försök med djur har hans grupp också kunnat visa att plasminogen kan motverka infektioner med så kallade MRSA-bakterier, meticillinresistenta stafylokock aureus-bakterier, både i sår och när djuren drabbats av infektion i blodet.

– Stödet från Familjen Erling-Persson är jätteviktigt för att vi ska kunna göra omfattande infektionsstudier. Vi har just startat upp detta intressanta projekt, säger Tor Ny och fortsätter:

– Vi har ju hållit på med detta protein så länge.  Det vore fantastiskt om vårt arbete skulle leda till att ett nytt läkemedel mot infektioner kan tas fram. Globalt sett är infektioner av multiresistenta bakterier ett stort medicinskt problem.

Att snabbt identifiera typen av resistens

Vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg arbetar Fredrik Westerlund, docent i biologi och bioteknik, som är huvudsökande för projektet A novel ultrafast method for detecting multiresistant bacteria in intensive care units.

Fokus för projektet är att analysera så kallade plasmider, ett slags cirkulärt dubbelsträngat dna. Det är just plasmider som en bakterie använder för att föra över resistensgener till andra bakterier. På så vis sprids resistens vidare och det går också att skapa bakterier som är motståndskraftiga mot flera olika antibiotika, så kallad multiresistens.

– I min grupp har vi utvecklat en metod för att kunna avläsa sekvensen hos enskilda plasmider med hjälp av flourescensmikroskopi. Det går betydligt snabbare än traditionella metoder och kan även ge genetisk information som inte är tillgänglig med sådana metoder, säger Fredrik Westerlund och fortsätter:

– Vi får till exempel ett ”fingeravtryck” av varje plasmid som kan användas för att identifiera spridning av bakterier, samt för att bestämma exakt vilken plasmid det är.

Nu ska metoden finslipas

En plasmid består av omkring 100 000 baspar, där en gen som bär på resistens kan omfatta 1000 baspar. I projektet analyseras främst avföringsprov, men plasmider kan även tas fram från andra källor, som exempelvis urin- eller blodprover.

I dag analyseras en plasmid åt gången, där dna:t placeras i en nanokanal på ett chip.

– En vidareutveckling som vi ska göra är att se hur snabbt vi kan göra analysen och även om vi kan analysera många plasmidprover åt gången, säger Fredrik Westerlund.

En viktig tillämpning för denna tidseffektiva analysmetod är att på sjukhus snabbt kunna analysera prover från patienter som misstänks vara infekterade med – eller bärare av – multiresistenta bakterier, och få klarhet i om de behöver isoleras eller ej.

– Enligt de läkare vi har pratat med behöver de få besked om vilka bakterier det handlar om innan kvällen, eftersom man ändå inte vidtar några åtgärder under natten om det inte är akut. Metoden behöver alltså kunna ge svar inom några timmar, säger han.

Först på tur står nu att finslipa metoden och se hur snabbt det går att göra en analys av förekommande bakterier efter det att man tagit ett prov.

– Samma prov ska också analyseras på traditionell väg, för att jämföra hur lång tid det tar och även kvaliteten på information vi får fram. Vi här på Chalmers ska utveckla metoden, medan en grupp i Lund arbetar med att ta fram mjukvara för så snabb och enkel analys som möjligt, säger han.

Stödet möjliggör fruktbart samarbete

Fredrik Westerlund. Foto: Karin Weijdegård

Inom projektets ram vill de också utveckla ett flourescensmikroskop som baseras på mobiltelefonteknik.

– Ett vanligt fluorescensmikroskop kostar 7-800 000 kronor, så det är få lab som har tillgång till dem. Vi vill göra en enklare variant som kan användas även i fattigare länder, säger han.

Att avgöra om en person bär på en multiresistent bakterie är en tillämpning av metoden, en annan är att spåra hur bakterier sprids. Fredrik Westerlund berättar att de publicerat två arbeten där de studerat utbrott på sjukhus.

I samarbete med mikrobiologer i Uppsala och Göteborg kunde vi se att det i ena fallet berodde spridningen på att det var en bakterie som bar på den aktuella plasmiden, medan det i ett annat fall var samma plasmid som förekom i flera olika bakterier

– I samarbete med mikrobiologer i Uppsala och Göteborg kunde vi se att det i ena fallet berodde spridningen på att det var en bakterie som bar på den aktuella plasmiden, medan det i ett annat fall var samma plasmid som förekom i flera olika bakterier, säger Fredrik Westerlund.

Stödet från Familjen Erling-Perssons stiftelse skapar förutsättningar för att de fem olika forskargrupperna i projektet ska kunna arbeta tillsammans. Fredrik Westerlund betonar vikten av detta tvärvetenskapliga samarbete.

– Vår analysmetod är ju inte värd någonting om den inte kan användas inom medicinsk forskning och på kliniken, så det har varit en viktig drivkraft för mig, säger han.

Text: Lotta Fredholm

Till fler artiklar