Antibiotikaresistens er et økende problem i verden. Minst 1,2 millioner mennesker døde av antibiotika­resistens i 2019.

Overforbruk av antibiotika hos mennesker og dyr har gjort at noen bakterier har utviklet motstandsdyktighet mot midlene. De kan ikke lenger drepes med antibiotika vi har til rådighet.

Hvis dette får fortsette, kan infeksjoner som i dag er enkle å behandle, bli farligere i fremtiden.

Det vil hjelpe å redusere bruken av antibiotika. Men det er også nødvendig å forske frem nye måter å ta knekken på bakterier på.

LES OGSÅ

Antibiotika-resistente bakterier truer både helsa og verdensøkonomien

I en ny studie har forskere ved UiT Norges arktiske universitet laget et molekyl som tar livet av bakterier på laboratoriet.

Studien peker mot at dette kan være en lovende metode for å få has på resistente bakterier. Men fremdeles trengs det mer forskning før disse molekylene eventuelt kan bli et legemiddel.

Inspirasjon fra immunsystemet

Forskerne ved UiT har hentet inspirasjon fra en del av immunforsvaret vårt: antimikrobielle peptider.

Peptider er kjeder med aminosyrer, slik som proteiner. Hvis peptider består av over 50 aminosyrer, kalles det et protein.

Antimikrobielle peptider er en del av forsvarsverket til mennesker, dyr og andre organismer. De kan drepe bakterier, sopp og virus og fungerer ved å skade membranen til mikrobene.

Elsker og hater vann

Antimikrobielle peptider har vært kjent i mange år, forteller Manuel Langer.

Han er forsker ved Institutt for kjemi ved UiT Norges arktiske universitet og har vært med på den nye studien.

Noe av det som er viktig for de bakteriedrepende egenskapene, er at disse peptidene både elsker og hater vann. De er såkalt amfipatiske, forteller Langer.

Endret på molekyl funnet i havet

I studien har forskerne tatt utgangspunkt i et molekyl fra havet som har den samme egenskapen.

– Man trenger ikke egentlig de store peptidene, man kan bryte det ned til forbindelser som er mye enklere.

For tolv år siden oppdaget forskere i Tromsø molekyler fra Barentshavet som har en del som er blandbar med vann, og en del som er lite blandbar med vann.

De tilhører en gruppe molekyler som først ble oppdaget to år tidligere i Great Barrier Reef. Alle har den amfipatiske egenskapen.

 Molekylene fra Barentshavet var naturlig antimikrobielle, men fungerte ikke godt nok.

– Vi har sett på strukturen til forbindelsen som ble funnet i havet, og så har vi forenklet litt.

– Det vi prøver å gjøre, er å gjøre det lettere å framstille og mer aktivt, slik at vi kan bruke minst mulig av stoffet, med minst mulig bieffekter.

To hovedtyper av bakterier

Forskerne designet 20 molekyler som ble testet i laboratoriet. Flere av dem var gode til å drepe bakterier. Etter tre til fem minutter var det dødt i petriskålene.

Måten dette måles på, er at bakterier er redigert til å avgi lys. Det kan registreres med en maskin.

– Når bakteriene begynner å dø, blir lyssignalet svakere og svakere, sier Langer.

Bakterier deles inn i to hovedtyper: Gram-positiv og gram-negativ.

Gram-positive bakterier har en sterk cellevegg, mens gram-negative har to mykere membraner, ifølge en artikkel om studien hos UiT.

Tolv av de testede molekylene var virksomme mot gule stafylokokker og Bacillus subtilis, som er gram-positive. Fem var virksomme mot e.coli, som er gram-negativ.

Et av molekylene virket mot den gram-negative bakterien Pseudomonas aeruginosa, som kan være sykdomsfremkallende og vanskelig å drepe.

Best mot den ene typen

Stoffene var uheldigvis ikke like gode på gram-negative bakterier, som gram-positive, sier Langer.

Det finnes antibiotikaresistente bakterier i begge kategorier, men gram-negative regnes som et større problem. Det er blant annet fordi de har to membraner, noe som gjør dem vanskeligere å angripe, sier Langer.

Han forteller om hvordan de tror molekylene virker. Den delen som liker vann, har positiv ladning og tiltrekkes av utsiden av bakterier der det er negativ ladning.

Den delen som ikke liker vann, kan skyves inn i bakteriemembranen. Når mange slike molekyler fester seg på bakterien, får membranen hull og blir ødelagt.

– Mange virker godt i laboratorie-forsøk

Vil de nye molekylene bli nyttige i kampen mot resistente bakterier?

Jon Nissen-Meyer, emeritus ved Institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo, skriver på e-post at det ikke er mulig for han å si noe sikkert om hvor godt disse molekylene til slutt vil vise seg å virke i praksis.

– Det er mange molekyler som virker godt i laboratorieforsøk, men som ikke fungerer like godt klinisk.

Manuel Langer er klar på at det trengs mer jobb før denne typen molekyler kan bli et legemiddel.

– Ja, de kan drepe bakterier, men det er ikke godt nok. Vi trenger fortsatt for mye av stoffet. De gjør det de skal, men de må gjøre det enda bedre. Helst mot gram-negative også.

Studien er en del av det store puslespillet, sier han.

Antagelig mer stabilt

Noen forskergrupper jobber direkte med å forsøke å bruke antimikrobielle peptider mot bakterier.

– Det finnes ulike meninger om det. En problematikk med peptider er at det kan være vanskelig å få det inn i kroppen. Kroppen vår er ganske effektiv til å bryte ned peptidstrukturer hvis vi tar en pille og svelger det, sier Langer.

Langer tror de nye molekylene de har laget, vil være mer stabile om de svelges. En del av molekylet har en struktur som allerede brukes i andre legemidler.

Men Langer synes at begge retninger er verdifulle.

– Det er mange som jobber på forskjellige kanter for å finne en løsning på problematikken. Vi må angripe det fra forskjellige kanter.

Referanse:

Manuel K. Langer, m. fl.: «Investigation of tetrasubstituted heterocycles reveals hydantoins as a promising scaffold for development of novel antimicrobials with membranolytic properties», European Journal of Medicinal Chemistry, 5. mars 2023.

LES OGSÅ

Antibiotikarester i avløpsvann kan true folkehelsen

HØR PODCAST

Forskningspodden: Hva skal vi gjøre når antibiotika slutter å fungere?