Denne bakterien tar livet av 100 000 mennesker hvert år. (Illustrasjon: Colourbox)
Kolera rammer mennesker med blodtype 0 hardest
Forskeren forteller: Hvert år dør over 100 000 av kolera. Mennesker med blodtypen 0 er overrepresentert, og vår forskning viser at årsaken er giftstoffet koleratoksin.
Julie E.Heggelundforsker, Universitetet i Oslo
Røntgenkrystallografi
Røntgenkrystallografi er en metode der først molekylet man er interessert i blir krystallisert og deretter utsatt for kraftige røntgenstråler. Disse røntgenstrålene blir laget i for eksempel en synkrotron, som er en stor ring med en kilometer i omkrets.
En krystall er bygd opp av millioner av én type molekyl, pakket sammen på en ordnet måte, omtrent som biler i et parkeringshus. Når vi utsetter krystallen vår for røntgenstråler, får vi et slags avtrykk av molekylene som er inni.
Men siden vi ikke kan lage et røntgenmikroskop på samme måte som et lysmikroskop, mister vi mye av informasjonen. I stedet må vi ty til avanserte dataprogrammer for å regne oss fram til hvordan de ser ut i 3D.
Den fryktede diaresykdommen rammer hardest i Afrika og i Sør- og Mellom-Amerika, men klimaendringer fører den på vei nordover.
Det er fremdeles mange mysterier rundt den urgamle diarésykdommen kolera, som fortsatt holder et klamt grep rundt den fattige befolkningen i verden. Over 100 000 dør hvert år, og merkelig nok er mennesker med blodtype 0 overrepresentert.
Hvorfor?
På Universitetet i Oslo har vi i mange år prøvd å komme til bunns i dette mysteriet. Ved å bruke røntgenstråler og ultrasensitive målinger har vi nå klart å påvise koblingen mellom kolerabakteriens giftstoff og blodtype 0.
Det mange ikke vet, er at blodtype også kan måles andre steder i kroppen. De samme molekylene som sitter på de røde blodcellene, sitter også på tarmceller. De finnes også frittflytende i ulike typer kroppsvæsker, for eksempel i brystmelk.
For å bli syk av kolera må man først svelge vann eller spise mat forurenset med kolerabakterier. Disse bakteriene liker seg i tarmen vår og starter å formere seg der.
Når de har blitt mange nok, produserer de giftstoffet koleratoksin. Toksinet forårsaker en ekstrem diaré som uten behandling kan drepe en person ved dehydrering i løpet av én dag.
Røntgenstråler må til for å studere koleratoksin
Koleratoksin er ekstremt lite. Når vi vanligvis studerer noe som er smått, bruker vi mikroskop. Vi kan studere kolerabakterien i et normalt lysmikroskop. Men koleratoksinet er mer enn 1000 ganger mindre enn en bakterie, så vi kan rett og slett ikke se det i et mikroskop. I stedet må vi ty til røntgenstråler.
Ved å bruke en metode som heter røntgenkrystallografi har vi klart å vise at koleratoksin binder til blodtypemolekyler i tarmen, og at det foretrekker å binde til blodtype 0. Mennesker med blodtype 0 vil derfor ha større sjanse for å bli alvorlig syke av kolera enn andre.
Figuren viser kolerabakterien Vibrio cholerae i tarmen til et menneske. Bakterien svømmer gjennom slimlaget og ned til tarmcellene, der den formerer seg og produserer koleratoksin. Dersom personen har blodgruppe A, B eller AB (i grønt) vil koleratoksinet ikke feste seg så godt, og man blir mindre syk. Hvis man derimot har blodtype 0 (i rødt) vil koleratoksinet feste seg, gå inn i tarmcellene og forårsake ekstrem diaré. (Foto: (Illustrasjon: Modifisert fra Heggelund mfl. 2016))
Vi håper at disse funnene kan brukes til å skreddersy behandlingsmetoder basert på blodtype eller til å lage en ny medisin. Et slikt legemiddel vil for eksempel være et molekyl som blokkerer bindingen mellom koleratoksin og tarmen, slik at toksinene ikke kan forårsake diaré.
Kolera er på vei nordover
Den tredimensjonale strukturen til koleratoksin bundet til blodtype 0-molekyler. Koleratoksin består av fem like enheter som går sammen i en smultringform. Blodtypemolekylene er mindre og fester seg til utsiden av ringen (i hvitt og rødt). (Foto: (Illustrasjon: Heggelund mfl. 2016))
I nyere tid har vi sett koleraepidemier i fattige deler av Afrika og Sør- og Mellom-Amerika. De alvorligste epidemiene kommer i etterkant av katastrofer som orkaner og flom, eller i flyktningleirer.
Forskningen vår kan være spesielt relevant i Amerika, som har verdens høyeste forekomst av mennesker med blodtype 0.
Kolerabakterier lever også naturlig i sjøvann rundt ekvator. Med klimaforandringene er det blitt forespeilet en økning av koleraepidemier. Ekstremvær og flom kan lede kolerabakteriene inn til kysten, der de kan smitte mennesker og starte epidemier.
Med økende havtemperaturer vil bakteriene kunne spre seg nordover. Det har i de siste årene blitt påvist sporadiske kolonier av kolerabakterier og slektninger av den i Nordsjøen, en utvikling vi bør følge med på.
