Bakteriesnakk gir tanntrøbbel

Bakterier kan snakke med hverandre, slå seg sammen i avanserte samfunn og samarbeide om å erobre nytt land. Tennene dine, for eksempel.

Publisert
"Streptococcus intermedius som har dannet biofilm."
"Streptococcus intermedius som har dannet biofilm."

Biofilmgruppa

Biofilmgruppa ved UiO ledes av professor Anne Aamdal Scheie, og består ellers av universitetslektor Fernanda Petersen, doktorgradsstipendiatene Nibras Abdul-Majeed, Daniele Da Silva og Jessica Lönn-Stensrud, avdelningsingeniør Ali Oddin Naemi og senioringeniør Synnøve Assev.

Furanoner

Furanonene ble oppdaget ved en ren tilfeldighet, av forskere som i utgangspunktet var interessert i algevekst på båter.

De oppdaget nemlig at rødalgen Delisea pulchra så ut til å være fri for bakteriekolonier, selv når andre algearter i området var i ferd med å råtne helt på grunn av bakterieangrep.

Ved nærmere undersøkelser viste det seg at rødalgen skilte ut furanoner, som hindrer bakteriene å avtale angrep og lage biofilmer.

Det er Tore Benneche som har syntetisert alle furanonene biofilmgruppa har jobbet med.

 

Kilde: Anne Aamdal Scheie & Fernanda Cristina Petersen, Bakteriene snakker seg inn i en biofilm livsstil, 2007.


 

Det gjelder å ikke la bakteriene få sjansen til å organisere seg, forteller doktorgradstipendiat Jessica Lönn-Stensrud ved Det odontologiske fakultet ved Universitetet i Oslo.

- Dersom du ikke pusser tennene på ei uke eller to rekker bakteriene å bygge opp sterke biofilmer, en slags samfunn hvor millioner av bakterier samarbeider. Slike biofilmer er mye mer motstandsdyktige mot bakteriedrepende midler, og er vanskelige å børste bort.

- Bakteriene sender ut “her-er-jeg-signaler”, slik at andre bakterier i nærheten får vite hvor mange som er i området. Er de mange nok, bestemmer de seg for å samarbeide om et angrep. De lager en biofilm, forklarer Lönn-Stensrud.

 

Har en biofilm av tannbakterier først fått feste, kan det bli hull i tennene eller betennelse i tannkjøttet. Bakteriene kan lage syre, og de kan trenge ned mellom tanngarden og tannkjøttet. I verste fall kan tennene rett og slett ramle ut.

Og det er ikke bare tannbakterier som organiserer seg i biofilmer. Mye tyder på at slike bakteriesamfunn kan stå bak flere helseproblemer. I de siste åra har mange forskere fattet interesse for biofilm.

Blant disse er professor Anne Aamdal Scheie og forskergruppa hennes ved Institutt for oral biologi ved Universitetet i Oslo. Nå arbeider de med et superstoff som kan hindre bakteriene i å slå seg sammen.

Mye mer motstandsdyktige

- Det kan virke som om svært mange bakterier har evnen til å samarbeide, sier Lönn-Stensrud i Biofilmgruppa.

I noen tilfeller betyr dette trøbbel for oss. Slemme bakterier organiserer seg i biofilmer og blir farligere og vanskeligere å knekke. Til og med snille bakterier kan i noen tilfeller bli skadelige når de lager biofilm.

"Nærbilde av Streptococcus intermedius i biofilm."
"Nærbilde av Streptococcus intermedius i biofilm."

- Bakterier som vanligvis er snille kan gi infeksjoner når de danner biofilmer. For eksempel kan bakterier som normalt finnes i kroppen bli et problem når de lager biofilm på proteser og andre implantater i kroppen, sier Lönn-Stensrud.

I biofilmen blir bakteriene mye vanskeligere å få has på. De kommer seg lettere igjennom angrep fra immunforsvaret og tåler mye større doser med antibiotika.

- Når bakteriene har organisert seg i en biofilm tåler de opptil 1000 ganger mer antibiotika enn om de lever for seg selv, forteller Lönn-Stensrud.

Skal vi ta knekken på bakteriene i en biofilm må vi altså bruke mye antibiotika, noe som øker risikoen for å ende opp med resistente bakterier.

Da er det kanskje bedre å utvikle metoder som hindrer bakteriene i å organisere seg. Det er akkurat dette Jessica Lönn-Stensrud og biofilmgruppa driver med. De undersøker et stoff som rett og slett stopper snakket mellom mikroorganismene.

Tyder bakterienes språk

- Bakteriene snakker sammen ved signalstoffer som fester seg i spesielle mottagere i andre bakterier. De bruker noen stoffer til å snakke med artsfrender og andre til å sende beskjeder til andre bakteriearter, nesten som om de snakker ulike språk, forklarer Lönn-Stensrud.

 

- Ett av signalstoffene, AI-1, tilsvarer norsk - et språk som én spesiell art kan bruke til å prate seg imellom. AI-2-molekylet er derimot en slags esperanto, som alle bakterieartene forstår.

Men beskjedene som suser rundt ser imidlertid ikke ut til å være så vanskelige å tolke. Bakteriene sier stort sett: Her er jeg!

Vitsen er at de andre bakteriene i nærheten skal vite hvor mange som befinner seg i området. Er de mange nok til at det lønner seg, bestemmer de seg for å lage biofilm.

Da begynner bakteriene å endre mange av genene sine, slik at de får andre egenskaper. Noen fester seg til underlaget og andre hekter seg på. Etter hvert bygger de opp en tykk hinne med millioner av bakterier som deler på oppgavene.

Men hva om de ikke kan høre hverandre?

Superstoff

- For sju-åtte år siden oppdaget noen forskere at algen Delisea pulchra på mirakuløst vis så ut til å unngå angrep fra bakterier. Det viste deg at algen skiller ut furanoner - stoffer som hindrer bakteriene å organisere seg i biofilmer, sier Lönn-Stensrud.

- Vi har undersøkt hvordan et slikt furanon virker på tre bakterier som normalt finnes i munnen.

Resultatene viste at furanonet også hindrer tannbakteriene i å danne biofilm. Men stoffet dreper ikke mikroorganismene. I stedet hindrer det bakteriene i å snakke sammen.

- Vi viser for første gang at furanon påvirker AI-2-kommunikasjonen til bakteriene i munnen, sier Lönn-Stensrud.

"Bakterien Streptococcus intermedius har fått vokse vanlig til venstre, og med furanon til høyre. Evnen til å danne biofilm ser ut til å bli temmelig redusert når bakteriene ikke kan snakke sammen."
"Bakterien Streptococcus intermedius har fått vokse vanlig til venstre, og med furanon til høyre. Evnen til å danne biofilm ser ut til å bli temmelig redusert når bakteriene ikke kan snakke sammen."


 

- Stoffer virker nesten som ørepropper. Det setter seg i mottagerne til bakteriene, og blokkerer dem slik at de ikke kan ta imot andre signalstoffer.

- Dermed skjønner de ikke at de er mange, og setter ikke i gang noe angrep. Men de tar heller ikke skade. De fortsetter bare å leve som enkeltindivider.

Og det er faktisk bra. Når bakteriene overlever på denne måten, utvikles det kanskje ikke motstandsdyktige varianter. Dermed tror forskerne at furanoner og lignende stoffer kan bli viktige medisiner i framtida.

Medisiner uten resistente bakterier

Da penicillinet kom, fikk vi mennesker et fantastisk våpen mot bakterier. I dag sliter vi imidlertid med at stadig flere av bakteriene blir motstandsdyktige mot antibiotika.

 

Når noen tar en antibiotikakur hender det nemlig at noen få bakterier er tøffe nok til å overleve. Etterpå er det disse som får formere seg. Mange av etterkommerne arver motstandskraften mot antibiotika.

I neste omgang er det kanskje bare de sterkeste av disse igjen som overlever. Etter hauger av generasjoner sitter vi igjen med en gjeng bakterier som tåler det meste. Jo mer antibiotika vi bruker, jo større er risikoen for at vi ender opp med motstandsdyktige bakterier.

- Men furanon dreper ikke bakteriene. Derfor skaper det trolig heller ikke resistens. I framtida kan vi kanskje dekke utsida av implantater med lignende stoffer, slik at det ikke danner seg biofilmer på dem, spekulerer Lönn-Stensrud.

Hun utelukker heller ikke at det kan komme spesialtannkremer med stoffer som hindrer bakterieprat og biofilmer.

I mellomtida får vi nok nøye oss med en god gammeldags tannpuss.

Lenker:

Biofilmgruppa