- I fremtiden kommer vi til å høre mye om bakterieblærer. Det pågår allerede forskning for å benytte de som vaksiner imot en rekke sykdommer, for eksempel hjernehinnebetennelse, og de har blitt prøvd ut som transport-kontainere for å levere kjemiske substanser direkte inn til kreftceller slik at disse dør, skriver Magnus Ø. Arntzen. (Illustrasjon: Shutterstock / NTB scanpix)
- I fremtiden kommer vi til å høre mye om bakterieblærer. Det pågår allerede forskning for å benytte de som vaksiner imot en rekke sykdommer, for eksempel hjernehinnebetennelse, og de har blitt prøvd ut som transport-kontainere for å levere kjemiske substanser direkte inn til kreftceller slik at disse dør, skriver Magnus Ø. Arntzen. (Illustrasjon: Shutterstock / NTB scanpix)

Forskeren forteller: Kan vi bruke bakterienes egne triks for å bekjempe sykdom?

Et nytt innblikk i bakterienes verden gir nye, spennende muligheter for alt fra vaksiner til biogassproduksjon.

Publisert

Les forskningen på bakterieblærene

Magnus Ø. Arntzen, Anikó Várnai, Roderick I. Mackie, Vincent G. H. Eijsink og Phillip B. Pope. "Outer membrane vesicles from Fibrobacter succinogenesS85 contain an array of carbohydrate-active enzymes with versatile polysaccharide-degrading capacity"Environmental Microbiology, mai 2017. doi: 10.1111/1462-2920.13770

Forskeren forteller

Denne spalten gir plass til forskere, fagfolk og studenter som med egne ord forteller om sin og andres forskning. Vil du skrive? Ta kontakt på [email protected]

Antonie van Leeuwenhoek regnes som mikrobiologiens far. Han var en mann uten vitenskapelig bakgrunn, men med en sterk nysgjerrighet og en interesse for forstørrelsesglass og linser. Med sitt hjemmelagde mikroskop – som kunne forstørre opptil 250 ganger - undersøkte han en rekke ulike materialer som hud, hår, fjær, insekter, blod, muskelfibre, trær og planter. Han tok nøye notater og formidlet sine funn til Royal Society of London i brevform. I 1676 skrev han brevet som skulle revolusjonere biologien for all fremtid. Det inneholdt observasjonene av ‘animalcules’, som vi i ettertid kaller bakterier.

Tre hundre år seinere, på 1960-tallet, observerte vi de første bakterieblærene. Det ble gjort med såkalte elektronmikroskop – mikroskop som kan forstørre opptil ti millioner ganger – og gir forskere mulighet til å se, ikke bare bakterieceller, men også små blærer som bakteriene lager og sender ut.

Slik ser en bakterieblære ut gjennom et elektronmikroskop. Blæren er ca. 100 nanometer stor. Forskerne har funnet ut at de inneholder proteiner, fett, DNA or andre molekyler fra bakteriene. (Foto og figur: Magnus Ø. Arntzen)
Slik ser en bakterieblære ut gjennom et elektronmikroskop. Blæren er ca. 100 nanometer stor. Forskerne har funnet ut at de inneholder proteiner, fett, DNA or andre molekyler fra bakteriene. (Foto og figur: Magnus Ø. Arntzen)

På fagspråket kaller vi slike blærer for vesikler. Det er runde blærer, 10-1000 nanometer store, som er fylt med væske og omgitt av en membran. I denne membranen, og inne i blæren, finnes det ulike stoffer (proteiner, fett, DNA og andre molekyler) som kommer fra bakterien. Ved å plassere bestemte stoffer i blærene kan bakteriene øke sin utstrekning og innflytelse.

Kan lure infeksjoner inn i kroppen din

Det krever mye energi for bakteriene å produsere blærer, men det er likevel flere gode grunner til å investere energien her. Blærene er en «lukket kontainer» der lasten kan være i høy konsentrasjon og være beskyttet mot nedbrytning utenfra.

Et godt eksempel på dette er ved infeksjon. Kroppen vår ønsker å uskadeliggjøre stoffer som kommer fra bakteriene. Hvis bakteriene pakker disse stoffene inn i blærer slik at de kan transporteres trygt til infeksjonsstedet, og så losses i høy konsentrasjon, kan dette hjelpe bakteriene i infeksjonsprosessen.

Det er ikke bare slemme bakterier som produserer blærer. I tarmen hos friske mennesker og dyr finnes det flere bakterietyper som også produserer blærer, men med et helt annet formål. Her er det mange detaljer som forskerne enda ikke har kartlagt. Hvorfor lager bakteriene blærer kun av og til? Hva er det som påvirker innholdet i blærene? I og med at dette fenomenet er så utbredt blant ulike bakterietyper tror forskerne at det skyldes en viktig biologisk prosess.

«Nedbrytningsdroner»

Fibrobacter succinogenes er en bakterie som lever naturlig i vom og tarm hos planteetere, slik som ku og sau, og som bruker en hittil ukjent mekanisme når det gjelder å ta til seg næring.  Mange forskere har studert denne bakterien de siste 50 årene, men vi vet ennå ikke med sikkerhet hvordan den livnærer seg.

Allerede i 1981 fant forskere ut at F. succinogenes var i stand til å produsere blærer, men på den tiden trodde forskerne at blærene ikke hadde noen viktig funksjon. Nå i 2018 derimot, vet vi at bakterieblærene er involvert i mye, blant annet i forbindelse med infeksjon eller transport av molekyler. Kollegaene mine og jeg har nylig isolert blærer fra F. succinogenes og kartlagt innholdet. Vi fant ut at de var fulle av enzymer som kan bryte ned den ytre delen av plantematerialet slik at bakterien kan livnære seg av sukkeret som finnes i plantene. Det virker derfor som om disse blærene fungerer som små «nedbrytningsdroner» som sendes ut i omgivelsene for å bane vei for «moderskipet», som er bakterien. På denne måten kan de effektivt få tilgang på næring i omgivelsene.

Gir nye muligheter for vaksiner, kreftbehandling og biogassproduksjon

I fremtiden kommer vi til å høre mye om bakterieblærer. Det pågår allerede forskning for å benytte de som vaksiner imot en rekke sykdommer, for eksempel hjernehinnebetennelse, og de har blitt prøvd ut som transport-kontainere for å levere kjemiske substanser direkte inn til kreftceller slik at disse dør.

‘Designer’-blærer kan også fremstilles kunstig og fungere som nanoreaktorer – en mikroskopisk fabrikk – der små blærer utstyres med spesifikke enzymer som samarbeider for eksempel med å bryte ned plantemateriale. Det er en spennende tanke om bakterieblærene kan brukes som bioteknologiske verktøy i for eksempel biogassproduksjon.