Skissa beskriv pesten som herja i Firenze i 1348. Korleis kunne sjukdommen spreie seg så kraftig? Og kvifor blir ikkje like mange av oss smitta i dag? (Skisse: L. Sabatelli/Wellcome images CC BY 4.0)
Skissa beskriv pesten som herja i Firenze i 1348. Korleis kunne sjukdommen spreie seg så kraftig? Og kvifor blir ikkje like mange av oss smitta i dag? (Skisse: L. Sabatelli/Wellcome images CC BY 4.0)

Slik angrip pest

Pesten som antakeleg stod bak Svartedauden, herjar framleis om enn i langt mindre omfang enn før. No veit vi meir om korleis bakterien angrip oss.

Publisert

Pesta

(Bilde: Theodor Kittelsen)

Øinene dybt i 

dødningskallen,

ruller, rinder,

skjeler og stikker

hvast som syler,

lyser og ser i

mørket som katten.

 

Pesta soper

hver en krok.

Slut med raking,

sope, sope!

Tiden er knap,

alle maa med,

Per og Paal,

rub og stub.

Pesta liker sig,

veiret er bra,

trist og mørkt.

 

Limen soper

i krik og krok.

Alt er trist,

deilig trist.

Død og døde,

stank og

raaddenskab.

 

(Pesta kommer. Th. Kittelsen)

I verda kan fleire tusen menneske bli ramma av pest kvart år. Bakterien Yersinia pestis er årsak til sjukdommen. Denne gav Svartedauden, som rundt midten av 1300-talet tok livet av titals millionar menneske.

Men korleis angrip pestbakterien menneske og korleis forsvarer kroppen seg mot stadig nye angrep? Ny forsking på bakterien gir nye svar.

«Våpenkapplaup»

Evolusjonen verkar slik at det er sannsynleg at det hender eit våpenkapplaup mellom bakteriar og menneske.

Bakteriane angrip menneskekroppen på nye måtar, men over generasjonar vert menneska betre til å kjempa imot og får større motstandsevne mot desse angrepa. Før bakteriane igjen finn nye metodar for å angripa oss. Sagt på ein annan måte:

– Bakteriane finn måtar å hemma immunresponsar, men kroppen utviklar nye måtar for å omgå blokaden og å kjenna igjen infeksjonen. Vi kan håpa at mennesket vinn til slutt! seier Egil Lien, professor II ved Institutt for kreftforsking og molekylær medisin ved NTNU.

Lien er del av ei gruppe ved forskingssenteret NTNU-CEMIR, som mellom anna undersøkjer korleis bakteriar angrip menneske. Dei har denne gongen sett på såkalla effektorprotein.

Forvirrar menneskecella

Effektorprotein er signalstoff frå bakteriar som utløyser ein bestemt reaksjon når dei kjem inn i ei celle. Mange bakteriar som gir sjukdom brukar spesialiserte utskiljingssystem for å føra sine effektorproteiner inn i menneskeceller.

Desse effektorproteinane kan ha forskjellige funksjonar, men hovudmåla er nok å gi eit godt vekstmiljø for bakteriane.

Ved å blokkera immunresponsar i celler kan bakteriane stoppa angrep og bakteriehemmande aktivitetar, noko som ofte er oppgåva til det medfødde immunforsvaret.

Sagt på ein enkel måte – bakteriane kan bruka effektorproteinane til å laga kaos inne i celler, slik at infeksjonen kan spreia seg vidare utan å bli effektivt stoppa.

Fleire metodar

Bakteriane kan overføra effektorprotein på fleire måtar. Eit av dei best kjende systema er kalla type 3 sekresjonssystem og finst i ulike sjukdomsframkallande patogen slik som Salmonella, E. coli, Shigella Yersinia og andre.

– Desse sekresjonssystema er sofistikerte nanomaskiner. Dei formar ei «nål» frå bakterien og lager ei pore i menneskecella som effektorproteinane vert ført inn gjennom, forklarer Lien.

Forskarar ved NTNU har bruka Yersinia pestis – altså bakterien som forårsakar byllepest – som eit modellsystem, eit system som demonstrerer korleis fleire typar bakteriar verkar.

Svartedauden var antakeleg ei blanding av byllepest og lungepest, meiner eit fleirtal av dei som har studert feltet.

Bakteriar kontrollerer signalmolekyl

Forskarane ved NTNU har oppdaga korleis nokre av desse bakterielle effektorproteinane kan blokkera nye signalvegar i det medfødde immunforsvaret vårt.

Dei har fokusert på korleis bakteriane manipulerer cellenes utskiljing av signalmolekyla IL-1b og IL-18. Slik utskiljing kan gi anti-bakterielle responsar i pattedyr. Slike signalmolekyl blir også kalla «cytokiner».

Lien forklarer at bakterien Yersinia er god på å kontrollera korleis den invaderte cella skil ut desse cytokinane. 

– Eit effektormolekyl kalla YopM kan hemma aktivering av eit cellekompleks kalla pyrin-inflammasomer, som regulerer frigjeving av IL-1b og IL-18, seier Lien.

Ein bakteriestamme som manglar YopM og er svekt i normale mus, kan framkalla sjukdomsreaksjonar i mus som manglar pyrin. Slik blei det bevist at denne mekanismen er viktig for immunfunksjonar i pattedyr.

Nye forsvarsmekanismar

Gjennom evolusjon kan menneske utvikle nye forsvarsmekanismar mot slike angrep. Dei som overlever bakterieangrepa vil overføra sine genar og sine evner til å stå imot sjukdomar til neste generasjon.

Over generasjonane kan dei som står imot bakterieangrepa dominera ei heil befolkning, spesielt om ein sjukdom er så skadeleg eller dødeleg at han i stor grad hemmar folks evne til å føre genane sine vidare.

Det kan gje uventa utslag. Som at det kan vera ein fordel å vera utsett for mindre alvorlege sjukdomar.

Sjeldan sjukdom kan gje større motstand

– Det er interessant at nokre menneske, slik som dei som har den inflammatoriske sjukdomen familiær middelhavsfeber, har mutasjonar i pyrin-molekyla sine. Desse pasientane kan ha auka nivå av IL-1b og IL-18, seier professor Lien.

Ein hypotese er at desse individa kan ha hatt ulik motstand mot infeksjonar, slik som Svartedauden, opp gjennom tidene.

Kan dei ha vore meir motstandsdyktige sidan dei har auka mengder med signalstoff? Kan dette ha vore ein positiv seleksjonsfaktor, noko som bidrog til at dei i gjennomsnitt fekk fleire barn som overlevde enn dei som ikkje hadde auka motstand?

Familiær middelhavsfeber er ein sjeldan sjukdom i Noreg. Men han er mykje meir vanleg til dømes i Tyrkia, som var ein av portalane for innføring av pest frå Asia til Europa under mellom anna Svartedauden.

– Kanskje meir forsking kan finna samanhengar mellom pyrin-mutasjonar, historiske epidemiar og pandemiar, og moderne infeksjonar, seier Lien.

Uansett, CEMIR-prosjekta har så langt funne komplekse interaksjonar mellom bakteriar og vertsorganismar, og vist nye sider av korleis kroppen kjempar mot infeksjonar, påpeiker han.

Referansar:

Ratner, D., Ørning, M.P.A., Lien, E. (2016):  Bacterial secretion systems and regulation of inflammasome activation. Journal of Leukocyte Biology. (Sammendrag) doi:10.1189/jlb.4MR0716-330R

Ratner, D., Ørning, M.P.A., Starheim, K.K., Marty-Roix, R., Proulx, M.K., Goguen, J.D., Lien, E. (2016): Manipulation of IL-1b and IL-18 production by Yersinia pestis effectors YopJ and YopM and redundant impact on virulence. Journal of Biological Chemistry. 291, 9894-905. doi: 10.1074/jbc.M115.697698 

Ratner, D., Ørning, M.P.A., Proulx, M.K., Wang, D., Gavrilin, M., Wewers, M., Alnemri, E., Johnson, P., Lee, B., Mecsas, J., Kayagaki, N., Goguen, J.D., and Lien, E. (2016): The Yersinia pestis effector YopM inhibits Pyrin inflammasome activation. Plos Pathogens. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006035