Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

To ulike vesiklar, ein med enkel membran (kvit pil) og ein med dobbel (svart pil).
To ulike vesiklar, ein med enkel membran (kvit pil) og ein med dobbel (svart pil).

Dei ørsmå vesiklane kan gje betre vaksinar, men det er nesten umogeleg å studere dei

Vesiklar er små «pakker» som bakteriar sender ut. Dei har potensial til å bli brukt i vaksinar, men då må forskarane undersøkja kva dei inneheld. Det er lettare sagt enn gjort.

Publisert

Alle bakteriar er omslutta av biologiske membranar eller hinner. I dei rette omstenda sender dei ut små delar eller «pakker» av membranen. Desse «pakkene» heiter vesiklar og har dei siste tiåra vore gjenstand for forsking med tanke på å utvikla nye vaksinar.

– Ved vaksinering tilfører ein kroppen svekte eller døde bakteriar for å læra immunforsvaret å reagera på dei, slik at det er førebudd dersom det kjem under angrep frå levande, friske bakteriar.

– I motsetning til bakteriane er vesiklane døde og kan dermed ikkje infisera vertsorganismen. Og sidan membranen deira inneheld dei same stoffa som membranen til bakterien han kjem frå, er tanken at ein kan utvikla vaksinar som er baserte på vesiklar i staden for bakteriar.

Det seier Petter Langlete, som 25. februar disputerer for doktorgraden ved Farmasøytisk institutt, ved Universitetet i Oslo.

Utgangspunktet hans var ein bakterie som forårsakar sjukdommar hjå fisk, men han enda opp med å forska på kolerabakterien i staden for.

– Det hadde reint praktiske årsaker, forklarar han.

– Kolerabakterien formeirar seg raskt og kan leva i mange ulike habitat, så han er enklare å forska på. Eigenskapane vi ville undersøkja, er ikkje knytte til ein bestemt bakterie.

– Nesten alt du kan tenkja deg at nokon kan gjera, er det nokre små organismar som gjer, seier Petter Langlete.
– Nesten alt du kan tenkja deg at nokon kan gjera, er det nokre små organismar som gjer, seier Petter Langlete.

Som ei plastbøtte eller to

Langlete og kollegaene var ute etter å undersøkja kva genetisk informasjon vesiklane inneheld. Dersom dei til dømes transporterer genar for antibiotikaresistens, kan desse bli overført til andre bakteriar i vertsorganismen. Så gjestmild ynskjer ikkje verten å vera.

– Vi brukte ein metode som heiter DNA-sekvensering til å kartleggja genmaterialet i vesiklane. Det er ingen som har gjort akkurat slike undersøkingar tidlegare, så vi måtte utvikla heilt nye framgangsmåtar, eller protokollar, som det heiter på fagspråket, seier Langlete.

– Ofte arbeider ein med bakteriekulturar mellom 5 og 200 milliliter. Men vesiklane er så små, og utgjer så liten del av ein kultur, at vi måtte ha bakteriekulturar i storleiken 10 til 20 liter.

Som ei plastbøtte eller to, altså. Langlete fortel at det høge volumet pressa kapasiteten til tilgjengeleg laboratorieutstyr, men dei kom i mål.

Metodar bør ikkje brukast

– Så vidt eg veit, er vi dei fyrste som har gjort ei så grundig samanlikning av det genetiske innhaldet i bakterien og dei tilhøyrande vesiklane. Våre data gjev grunnlag for ganske mange potensielle undersøkingar.

I forlenginga av det arbeidet samanlikna dei òg dei isolasjonsmetodane som er eigna for store volum. Funna bør vera av stor interesse for andre forskarar på feltet.

– Fleire ulike metodar er beskrivne frå før, men berre kvar for seg. Ingen har samanlikna dei direkte tidlegare. Vi fann store forskjellar i kvaliteten på desse metodane. Ein av dei er så svak at den eigentleg ikkje bør brukast, seier Langlete.

Men meir seier han ikkje, sidan artikkelen med desse funna ikkje er publisert endå.

Uskadeleggjort virus

Dei fyrste vesikkelbaserte vaksinane er alt på marknaden, mellom anna mot hjernehinnebetennelse. Det er jo fint for oss, men kva nytte har bakteriane av vesiklane? Dei brukar jo biomasse å skilja ut vesiklane, så då må det vera noko å tena kostnaden inn att på.

– Sjølv om ein har kjent til vesiklane frå 1960-talet, var det fyrst i 1990-åra at forskingsområdet tok av. Derfor er det mykje vi ikkje veit endå, men noko veit vi, fastslår Langlete.

Vesiklane kan til dømes fungera som forsvarsmekanisme. Sidan dei er mykje mindre enn bakterien sjølv, har dei meir overflate i forhold til volumet. Ved å bruka ti prosent av biomassen til å laga vesiklar vert det samla membranarealet dobla.

– Det er membranen som vert angripen av virus, så ved hjelp av denne teknikken aukar bakterien sjansen for at viruset angrip ein vesikkel i staden for sjølve bakterien. Dermed vert viruset uskadeleggjort, sidan det sjølv stryk med i angrepet.

Immun plante

Favoritten til Langlete er ein bakterie som infiserer karplantar. Når han kjem inn i vassrøyra til ein ny plante, sender han ut vesiklar i førevegen som festar seg på innsida av røyra på stader der bakterien elles kunne ha festa seg.

Dermed vert nye bakteriar tvinga til å spreia seg lenger i planten, og dermed aukar sjansen for at dei blir plukka opp av insekt og spreidd til neste plante.

– Det kulaste er at no er det dyrka fram ein plante med eit gen som hindrar denne parasitten å senda ut vesiklar, slik at planten er immun, seier han.

– Dette er berre eit par av funksjonane til vesiklane. Det finst mange fleire, både som vi kjenner og som vi ikkje kjenner enno. I mikrobiologien er det slik at nesten alt du kan tenkja deg at nokon kan gjera, er det nokre små organismar som gjer, seier Petter Langlete.

Referanse:

Petter Langlete, Anders Kristian Krabberød og Hanne Cecilie Winther-Larsen: Vesicles From Vibrio cholerae Contain AT-Rich DNA and Shorter mRNAs That Do Not Correlate With Their Protein Products. Frontiers in Microbiology, november 2019. Doi.org/10.3389/fmicb.2019.02708