– Vi har nå fått nye og utrolige data som viser at det fins et enormt mangfold av bakterier i urin, forteller professor Kjetill S. Jakobsen på Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis (CEES) ved Universitetet i Oslo.

– Mange av dem er aldri assosiert med urin før. Vi har også funnet kjente bakterier i urinen som egentlig hører hjemme i tarmen. Ved hjelp av disse bakteriene kan vi se hva folk har spist, sier han.

Sammen med professor Stig Jeansson på Mikrobiologisk avdeling ved Oslo universitetssykehus Ullevål har Jakobsen brukt dagens mest moderne DNA-teknologi til å spore opp bakteriefloraen i urin.

De har oppdaget et hundretalls ulike bakterier i urin, men det absolutte antallet varierer. Selv om bakteriefloraen er stor, fins bakteriene bare i svært små mengder.

Den nye metoden kan gjøre det enklere å oppdage urinveisinfeksjoner. Dagens urintester er ikke gode nok.

– 10-20 prosent av dem med urinveisinfeksjon blir ikke fanget opp med dagens diagnoseverktøy, beklager Jeansson.

Forskerteamet har testet urin fra friske mennesker som jobber i samme miljø. Likevel var bakteriefloraen til alle testpersonene helt forskjellig. Denne kunnskapen kan i fremtiden bli et viktig redskap for politiet.

– Vi vil ikke utelukke at urin kan bli en ny type fingeravtrykk som Kripos kan bruke i fremtidige kriminalsaker, påpeker Jakobsen.

Vanskelig å finne bakteriene

Det er 100 ganger flere bakterier enn menneskeceller i kroppen vår. Antall bakterier er faktisk så høy som 100 000 milliarder. De fleste er i tarmen, i huden og på slimhinnene.

Artsmangfoldet er også stort. Forskerne snakker om tusenvis av ulike bakteriearter. Flertallet av dem er ukjente.

– Likevel tilhører de ofte bakteriegrupper som vi vet noe om.

Mange bakterier er vanskelige å påvise. Bare et mindretall av kroppens bakterier lar seg dyrke i en petriskål. Uten denne dyrkingen har det, frem til i dag, ikke vært mulig å oppdage dem.

En del bakterier lar seg ikke dyrke fordi de ikke tåler luft. Noen fungerer bare inne i en menneskecelle. Andre lar seg bare dyrke sammen med andre bakterier. Og mens noen bakterier kan bli til enorme mengder på én dag, bruker andre bakterier et halvt år på å formere seg.

– Bakteriene i urinen vokser meget sent. Det er derfor ikke lett å dyrke dem.

Sjekker all DNA samtidig

Takket være dagens svært moderne DNA-teknologi har man nå, for første gang, klart å studere hele bakteriemangfoldet. Metoden kalles metagenomikk.

I metagenomikken tar man en prøve fra urinen, eller tarmen eller huden for den saks skyld, og studerer hele bakteriemangfoldet på én gang.

– I urinprøven får vi en ekstremt stor blanding av DNA-biter fra både menneskeceller og bakterier. Ved hjelp av bioinformatikk og statistiske datametoder kan vi sette sammen puslespillet og finne hvilke bakteriearter som fins i prøven, forteller Jakobsen.

En av utfordringene er den tekniske begrensningen til DNA-maskinen. DNA-strengene må deles opp i småbiter før maskinen kan lese dem. Det har noe med leselengden å gjøre.

Mens DNA-strengen til en bakterie består av mellom én og sju millioner basepar, kan DNA-maskinen bare lese 500 basepar i slengen. DNA-materialet må derfor stykkes opp i småbiter.

Når maskinen har lest alle småbitene, må forskerne sortere dem slik at de overlapper hverandre. Jo flere småbiter, desto bedre blir resultatet.

Tung metode

Det er store mengder DNA i urin, men størstedelen er fra vår egen kropp. Bare en titusendel av DNA-bitene kommer fra bakterier.

Forskerne må derfor analysere et svært stort antall DNA-biter for å finne alle bakteriene i urinen. Når De har satt sammen alle bitene, er de nødt til å bruke informasjon fra en rekke databaser, både nasjonale og internasjonale, for å gjenkjenne kjente DNAsekvenser av bakterier.

– Vi finner ofte kjente bakterier eller bakterier som likner på dem vi kjenner. Vi kan da si hvilken art eller hvilken gruppe bakteriene tilhører. Selv om de store bakteriegruppene er kjente, fins det likevel mange ukjente bakterier. Det kan derfor føre til at vi finner noe som ikke matsjer, sier Jakobsen.

– Den største vanskeligheten er å utvikle en effektiv, statistisk metode for å finne sammenhengen i den enorme datamengden, poengterer doktorgradsstipendiat Huma Siddiqui ved CEES.

Usynlig mengde

Til hver prøve trenger hun bare 30 milliliter urin. Hun sentrifugerer bort væsken og får et bunnfall. Så isolerer hun DNA-materialet fra bunnfallet.

– Vi kan ikke se DNA-materialet med det blotte øye. Det veier bare noen hundre nanogram, forteller hun.

Om noen år er det ikke lenger nødvendig å dele opp DNA-strengene i småbiter. Det skjer en forrykende utvikling.

Snart kommer ny teknologi som leser 20 000 basepar i en jafs. Den nye teknologien vil gjøre alle typer DNA-undersøkelser enklere og sannsynligvis også billigere.

Feilbehandling

Den nye kunnskapen om bakterier i urin kan være nyttig for visse pasienter med urinveisinfeksjon. I undersøkelsen sammenliknet forskerne urinen til friske personer med urinen til pasienter med kronisk og smertefull urinveisinfeksjon, som ikke har vært mulig å behandle med antibiotika.

Hos noen av pasientene fantes ingen bakteriologisk forklaring.

– Det er mulig at bakteriemengden er så liten at vi ikke har oppdaget dem, men betennelsen kan også skyldes virus, parasitter eller andre årsaker.

– Foreløpig kan vi ikke si mer, men poenget er at disse pasientene i prinsippet kan spare seg for en slitsom og meget langvarig antibiotikabehandling, påpeker Jakobsen.