Vil hindre bakteriesamtaler

Til tross for iherdig bekjempelse klarer noen bakterier å overleve i fôrfabrikker i årevis. Nå skal nye bekjempelsesmetoder testes ut. En av disse er å blokkere kommunikasjonen mellom bakteriene.

Publisert
Bilde av salmonella-biofilm tatt gjennom lupe. Den tredimensjonale strukturen bakteriesamfunnet bygger i en biofilm er ikke tilfeldig. "Arkitekturen" har til hensikt å lett frakte inn næringsstoffer og frakte ut avfallstoffer. (Foto: Nesse og Vestby)
Bilde av salmonella-biofilm tatt gjennom lupe. Den tredimensjonale strukturen bakteriesamfunnet bygger i en biofilm er ikke tilfeldig. "Arkitekturen" har til hensikt å lett frakte inn næringsstoffer og frakte ut avfallstoffer. (Foto: Nesse og Vestby)

Om prosjektet

Forskningprosjektet “Moderne bekjempelse av Salmonella”, er et samarbeid mellom Nofima Mat og Veterinærinstituttet, der også UiO inngår som forskningspartner. Prosjektet er finansiert av norsk fôrindustri og Norges Forskningsråd for perioden 2009-2013.

Live L. Nesse fra Veterinærinstituttet er prosjektleder. I tillegg deltar Solveig Langsrud og Trond Møretrø fra Nofima mat, Anne Aamdal-Scheie og Tore Benneche fra Universitetet i Oslo og Lene Katrine Vestby fra Veterinærinstituttet.

Salmonella er et eksempel på slike gjenstridige bakterier. Disse bakteriene forurenser blant annet fôrindustrien over hele verden og er både vanskelig og kostbart å bekjempe.

Tradisjonelle desinfeksjonsmidler og andre bekjempelsesmetoder som tørke eller varmebehandling fungerer dårlig på disse bakteriene. Det viser seg faktisk at de blir sterkere når levevilkårene blir dårligere.

Bygger samfunn

– Bakterienes sterke overlevelsesevne henger blant annet sammen med at de under stress og vanskelige levekår danner biofilm, sier seniorforsker ved Veterinærinstituttet, Live L. Nesse.

– I en biofilm går bakteriene sammen og bygger kompliserte samfunn der bakteriene binder seg til en overflate og til hverandre. Rundt seg danner de et beskyttende slimlag kalt matriks, forklarer hun.

Biofilm gjør bakteriene svært godt beskyttet mot de fleste av de desinfeksjonsmidlene som er vanlig å bruke i norske fabrikker.

– Mange tenker at bakterier bare er enkle, encellede organismer. Derfor er det utrolig at bakterier faktisk danner slike kompliserte samfunn, sier Nesse.

Hun leder et forskningsprosjekt hvor både Veterinærinstituttet, Nofima Mat og Universitetet i Oslo deltar sammen med størstedelen av norsk fôr- og råvareindustri.

– I Norge har vi i dag heldigvis lite salmonella. Dessverre er fôrråvarer, spesielt importerte, ganske ofte forurenset med salmonellabakterier, og dette stiller store krav til norsk fôrindustri. Industrien satser derfor på langsiktig forskning, sier Nesse.

Målet for dette nye prosjektet er blant annet å finne ut hvordan bakteriene overlever i fabrikkene og teste ut nye måter å bekjempe dem på. Mer spesifikt skal de prøve å finne hvordan en kan hindre bakteriene i å danne slik beskyttelse.

Stress må til for å studere biofilm

Men det har tatt tid å avsløre at det nettopp er biofilmen som gjør bakteriene så vanskelige å bli kvitt. Under laboratorieforsøk dyrkes bakteriene i et rikt medium der de får optimale leveforhold og alt de trenger av næringsstoffer.

Under slike forhold danner ikke bakteriene biofilm. Disse bakteriene bukker lett under for desinfeksjonsmidler og uttørring.

– Det er når forholdene blir tøffe og bakteriene ”stresses” at de trigges til å danne biofilm, fortsetter Nesse.

Flerspråklige bakterier

Det er det nå vist at bakterier faktisk kan ”snakke” med hverandre ved hjelp av signalstoffer.

– Det finnes flere forskjellige ”språk”, forklarer Nesse.

– Salmonella kan for eksempel sannsynligvis snakke ”salmonellansk” med hverandre og ”bakterie-engelsk” med andre bakteriearter.

Salmonella-biofilm tatt i elektromikroskop. Man ser tydelig hvordan bakteriene klynger seg sammen. (Foto: Nesse og Vestby)
Salmonella-biofilm tatt i elektromikroskop. Man ser tydelig hvordan bakteriene klynger seg sammen. (Foto: Nesse og Vestby)

Biofilm er et svært komplisert system, der bakteriene samarbeider og har forskjellige arbeidsoppgaver. Uten kommunikasjon kan de sannsynligvis ikke klare dette.

Derfor satses det nå på å utvikle stoffer som kan blokkere kommunikasjonen mellom bakterier.

Man regner med at slike midler vil bli viktige i kampen mot uønskede bakterier, særlig etter hvert som bakteriene blir mer og mer motstandsdyktige mot stadig flere desinfeksjonsmidler og tradisjonelle antibiotika.

Furanoner – moderne ”antibiotika”?

En type slike stoffer er furanoner. Disse ble opprinnelig funnet i rødalgen Delisea pulchra utenfor kysten av Australia, og viste seg å være årsaken til at denne algen ikke er dekket av biofilm i motsetning til andre alger i omgivelsene.

Forskere ved Universitetet i Oslo har produsert en rekke lignende furanoner som har vist evne til å hemme biofilmdannelse hos streptokokk- og stafylokokk-bakterier.

– Vi har foreløpig så vidt undersøkt et av disse furanonene mot salmonella. Dette furanonet hindret bakteriene i å danne en fullverdig biofilm. Dermed ble de mer mottakelige for desinfeksjonsmidler, sier Nesse.

Dette er resultater forskerne ønsker å gå videre med. Blant annet ved å gjøre en grundigere undersøkelse av hvordan salmonella danner biofilm i fabrikkmiljø.

– Videre ønsker vi å undersøke forskjellige furanoner for å finne ut om de kan brukes til å bekjempe salmonella i biofilm. Forskningen på furanoner er fremdeles i sin spede begynnelse.

– Dette prosjektet vil derfor ikke kunne føre frem til et ferdig produkt, men gi informasjon om dette kan være er fremtidige midler for å bekjempe salmonella, forklarer Nesse.

I tillegg til salmonella arbeider den samme forskergruppen med lignende problemstillinger når det gjelder sykdomsfremkallende E. coli i miljøer hvor det blir produsert næringsmidler.

– Salmonella og E. coli er nærmest for kusiner å regne, idet de stammer fra en felles forfader, og de oppfører seg ganske likt i mange sammenhenger. Blant annet ser det ut til at furanoner også kan hemme biofilmdannelse hos E, coli, forteller Nesse.