Med hendene inne i et oksygenfritt avdekke på laboratoriet sitt undersøker Dennis Sandris-Nielsen bakteriofagangrepne bakterier som er dyrket i en petriskål.

Virus kan bli fremtidens antibiotika

I en tid der antibiotikaresistens truer helsen vår, gir en spesiell type bakteriedrepende virus nytt håp. De kalles «bakteriofager». I Øst-Europa brukes de som alternativ til antibiotika, og kanskje har de en effekt på tarmsykdommer også.

2.11 2016 04:00

Avføring blir sentrifugert og filtrert i et laboratorium i København. Nedbrutt mat, fibre, bakterier, gjær, sopper og en rekke andre mikrober blir sortert ut.

Sentrifugen spinner helt til det eneste som er igjen av den brune avføringsmassen, er noen ufattelig små partikler. Partiklene er virus som kalles bakteriofager, eller bare fager. De lever og formerer seg blant annet i tarmene våre.

– Fagene i tarmsystemet spiller trolig en rolle for helsen, sier Dennis Sandris Nielsen, som er førsteamanuensis ved Københavns Universitet, institutt for matvarestudier, og leder av den gruppen som analyserer fager fra avføringsprøver.

– Hypotesen vår er at fagene kan ha avgjørende innflytelse på bakteriesammensetningen i tarmene. Men det er et ganske uutforsket område, så vi vet ikke på forhånd hva vi finner frem til, fortsetter han.

Fager dreper resistente bakterier

Bakteriofager finnes ikke bare i tarmene våre. De finnes også på huden, i havet, i skogen, på møbler og alle andre steder der det er bakterier.

Fagene formerer seg ved å drepe bakterier. De fester seg til bakteriene og sprøyter arvemassen sin inn i dem. Bakteriene dør, men fagene formerer seg.

Selv antibiotikaresistente bakterier kan bli drept av bakteriofager. De siste årene, mens antibiotikaresistens har spredt seg på tvers av landegrenser, har forskere igjen blitt interessert i de små viruspartiklene.

Fagene kan kanskje brukes til å lage legemidler som virker bakteriedrepende når antibiotika ikke lenger virker.

«Den ubønnhørlige spredningen av antibiotikaresistens truer effekten av behandling mot alvorlige bakterielle infeksjoner, blant annet blodforgiftning. En mulig løsning er bruk av bakteriofagpartikler», skriver belgiske forskere for eksempel i en artikkel som er publisert i tidsskriftet Virulence.

I en artikkel i  Future Medicin argumenterer amerikanske forskere også for dette: «Vi trenger antibakterielle legemidler som bakterier ikke har utviklet resistens mot – midler som er billige og ikke giftige. Bakteriofager har disse egenskapene. Nå, hundre år etter at de ble oppdaget, er det på tide å vurdere hvordan fager kan bli integrert i det antibakterielle arsenalet.»

Kan brukes når antibiotika ikke virker

Bakteriofagenes egenskaper ble første gang beskrevet av den fransk-kanadiske mikrobiologen Félix D’Herelle i artikkelen «The Bacteriophage: Its Role in Immunity» i 1920. I årene etter eksperimenterte man med å bruke bakteriofagbehandling mot infeksjonssykdommer.

Men fagene var vanskelige å jobbe med, og de vitenskapelige resultatene var blandede. Penicillin og senere andre typer antibiotiske legemidler ble utviklet fra 1939.

I Øst-Europa fortsatte man å behandle infeksjoner med fager. Særlig under kommunismen, da det ofte var mangel på antibiotika, ble slike legemidler mye brukt.

I dag kan folk fortsatt få bakteriofagbehandling i land som Polen, Russland og Georgia.

– Når antibiotika ikke lenger hjelper, gir bakteriofagbehandling pasientene bedre sjanser. Selv om det ikke er garanti for suksess, er det verdt et forsøk, sa den georgiske mikrobiologen Mzia Kutateladze til det tyske farmakologiske tidsskriftet Omeda i 2014.

Fager brukes allerede

Kutateladze er leder av forskningsinstituttet Eliava, som ligger i Georgias hovedstad Tbilisi.

Ved Eliava-instituttet har de forsket på fager siden 1923, og på en tilhørende klinikk bruker leger behandlingen mot hudinfeksjoner, akne, sår, øye- og mage-tarminfeksjoner, samt betente operasjonssår hos pasienter som er smittet med antibiotikaresistente bakterier som MRSA.

– Fager kan være et alternativ til antibiotika. De kan hjelpe når ingenting annet synes å virke. Disse virusene er bakterienes naturlige fiender, sier Kutateladze til Omeda.

– Dessuten gir behandlingen stort sett ingen bivirkninger.


Dennis Sandris Nielsen viser en petriskål med bakteriofagangrepne bakterier. Det gule laget er oppdyrkede bakterier. De hvite flekkene er områder der bakteriofager har drept bakteriene. (Foto: videnskab.dk)

Har enormt potensial

I Danmark finnes det også forskere som tror på at bakteriofagbehandling i fremtiden kan bli et alternativ eller et supplement til antibiotika.

En av dem er Henrik Bjørn Nielsen, som er tidligere førsteamanuensis i systembiologi ved Danmarks Tekniske Universitet og i dag vitenskapelig leder i bedriften Clinical-Microbiomics.

– Fager har et enormt potensial som vi ikke helt har forstått enda, men de er ikke så lette å jobbe med som antibiotika, som bare er kjemi man kan produsere i store mengder, sier Nielsen.

Bakteriofagbehandling har den fordelen at fager, i motsetning til antibiotika, er vertsspesifikke. Det vil si at en bestemt fag bare angriper bestemte bakterier. De angriper altså ikke vilkårlig. De dreper bare de bakteriene de passene genetisk sammen med.

Når vi vet hvilke bakterier de enkelte bakteriofagene passer sammen med, er det mulig å målrette behandlingen, slik at den bare tar livet av de bakteriene som forårsaker infeksjonen.

– Resten av det mikrobiologiske miljøet blir bevart, forklarer Nielsen.

Antibiotikakurer rammer derimot bredt: Bredspektret antibiotika dreper ikke bare de sykdomsfremkallende bakteriene, men også bakterier vi trenger.

Fortsatt ikke like effektivt

Bakterier kan også utvikle resistens mot fager. Men fagene kan også slå tilbake ved å utvikle seg.

– Ute i naturen oppstår det hele tiden nye fager. Hver gang en bakterie utvikler resistens, kommer det nye til. Fager en naturlig ressurs, i motsetning til antibiotika, som må utvikles kjemisk, sier Nielsen.

Fordelene ved bakteriofagbehandling er mange, men det er også et grunnleggende problem.

– Vi har fortsatt ikke sett eksempler på at fager har virket like godt som antibiotika, sier Nielsen, som har vært med på å utvikle analysemetoder som blir brukt til å identifisere fager.

Fager kan påvirke tarmbakteriefloraen

Dennis Sandris Nielsen og andre forskere ved institutt for matvarevitenskap ved Københavns Universitet studerer hvordan fager påvirker bakteriesammensetningen i tarmsystemet vårt. Ubalanse i tarmbakteriefloraen tidlig i livet kan ha innflytelse på om man får sykdommer som type 1-diabetes, astma og allergi senere i livet.

– I tarmsystemet lever det fager, bakterier og alle mulige andre mikroorganismer i et komplekst økosystem. Hvis det er ubalanse i systemet, kan det gjøre oss syke, sier Nielsen.

Håpet er at forskningen kan danne grunnlag for utviklingen av bakteriofagbaserte legemidler mot sykdommer som skyldes et usunt bakteriemiljø i tarmene.

Bakteriofager blir registeret i database

Nielsen og kollegene hans undersøker hvilke fager som genetisk matcher hvilke tarmbakterier.

Det gjør de blant annet ved å legge et lag av fager fra avføringsprøver i en petriskål. Oppå dette legger de et lag bakterier og en væske som får bakteriene til å vokse.

Hvis det blir et hull i bakterielaget, er det et tegn på at bakteriene ikke har vokst, og at en fag har tatt livet av dem.

Forskerne bruker deretter avanserte genetiske analyser av fagene som skaper slike hull.

– På den måten finner vi ut hvilke bakteriofager og bakterier som passer genetisk sammen, sier Nielsen.

Fag/bakterie-par blir registrert i en database. Nielsen mener at kartleggingen er det første skrittet på veien mot å kunne utvikle en bakteriofag-kur som kan endre en tarmbakterieflora i en positiv retning.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Det finnes to typer fager

En lytisk type angriper ved å sprøyte arvematerialet sitt inn i bakterien. Bakterieskallet eksploderer og sender masse nye fager ut i omgivelsene.

Den temperate typen nøyer seg med å integrere DNA-et sitt i bakteriens genom. Når bakterien deler seg, kommer en komplett kopi av fagens DNA med over i bakteriens datterceller. Fagen beskytter bakterien mot angrep fra andre fager. Bakterier med temperate fager, kan gå i en lytisk fase og drepe vertsbakteriene.

700 barn leverer avføring

Avføringsprøvene som Dennis Sandris Nielsen og kollegene analyserer, kommer blant annet fra 700 danske barn som siden den siste delen av sin mors graviditet har blitt fulgt av forskergruppen COPSAC fra Dansk Børneastma Center, Gentofte Hospital. Andre prøver kommer fra en studie (CALM) av eldre dansker utført i samarbeid med blant annet Bispebjerg Hospital.

De danske forskerne arbeider sammen med Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) i Frankrike.

Emneord

Saker fra våre eiere

Oslo universitetssykehus

Forskere ved Oslo Universitetssykehus vil automatisere jobben som gjøres av legespesialister i dag. – Flere pasienter vil få mer treffsikker behandling, mener prosjektleder Håvard E. Danielsen.

SINTEF

Renere vedfyring kutter helsekostnader og gir miljøgevinst, ifølge ny rapport.

Nordlandsforskning

Unge lovbrytere risikerer å vente i over ett år før oppfølgingen av dem starter.

Saker fra våre eiere

Universitetet i Stavanger

Frykt for ryktespredning hindrer mange unge i å søke hjelp for mentale problemer.

NIBIO

De er knøttsmå og blir ofte uglesett, men ikke alle er farlige for miljøet.

Havforskningsinstituttet

Det er konklusjonen etter at forskarar har gått gjennom all tilgjengeleg kunnskap om temaet.

Forskeren forteller:

Når ungdom presses til å drive med idrett, og voksne bestemmer hvordan de skal gjør det, da blir idrettsungdom lei. Men du kan unngå at barna dine mistrives, blir stresset og presterer dårlig på sikt.

Dinosaurenes historie må skrives om, sier britiske forskere etter en ny enorm analyse. Det vil uten tvil ryste fagfolk verden over, men hvis forskerne har rett, løser de flere uløste gåter.