Antibiotika kan påvirke tarmfloraen som igjen kan påvirke kreftpasienters overlevelse. Nyrekreftpasienter overlevde et halvt år lenger om de ikke fikk antibiotika før immunterapien. (Foto: Cornelius Poppe / NTB scanpix)
Resistente bakterier kan bekjempes med statistikk
En ny metode kan utvikle antibiotika som er skreddersydd til å ta knekken på multiresistente bakterier.
Verdens helseorganisasjon har nylig satt opp multiresistente bakterier som en av de verste truslene mot menneskeheten. Her hjemme har Helsedirektoratet den siste tiden kjørt en reklamekampanje for å redusere bruken av antibiotika.
Forskere over hele verden jobber med å finne nye løsninger på hva vi skal gjøre når de medisinene vi kjenner i dag slutter å fungere.
Ved Institutt for medisinske basalfag ved Universitetet i Oslo har forskere nå funnet noe som kan gi en løsning på problemet: avansert statistikk.
Som et lotteri
Genene til flere kjente bakterier er nå så grundig dokumentert i store datasett at det er mulig å studere variasjoner i hele arvematerialet under ett. Dette gir helt nye muligheter til å studere hvordan bakteriene utvikler seg, men informasjonsmengden som må behandles, er enorm.
Jukka Coranders forskergruppe ved UiO har utviklet en statistisk metode som gjør det mulig å undersøke alle mulige mutasjoner som kan forekomme, under ett. Den nye metoden beregner styrken på forbindelser mellom alle ulike mutasjoner slik de forekommer naturlig.
Corander forklarer dette ved å sammenligne det med et lotteri.
– Du kan se for deg at hver mutasjon er resultatet av et lotteri, og at for å overleve må du vinne flere hundre tusen lotterier i en serie.
Det denne metoden gjør er å estimere alle mulige utfall av alle disse lotteriene og å vurdere hvilke utfall som er det vinnende, for så igjen å finne ut hvilke sammenhenger det er mellom vinnerloddene fra alle lotteriene.
– Mengden koblinger som må estimeres, er flere ganger større en hele jordens befolkning.
Da de testet metoden på verdens største samling av bakteriesekvenser, oppdaget de en hel rekke sammenhenger mellom forskjellige antibiotikaresistente bakterier og mellom ulike basisfunksjoner i bakterienes celler. Forskerne håper at dette vil gjøre det mulig å skreddersy presisjonsmedisiner som kan redusere problemet med resistente bakterier.
Tilpasser antibiotika
I studien ble gendata fra pneumokokk- og streptokokk-bakterier analysert med den nye statistikk-modellen som forskergruppen har utviklet. Modellen kan avsløre begrensninger i alle mutasjonene i en gitt bakteries gener slik det skjer naturlig i bakteriene.
Metoden har allerede oppdaget en hel rekke tidligere ukjente mutasjoner hos disse bakteriene.
Ved å kombinere denne informasjonen med kunnskap fra molekylærmedisin kan forskerne nå finne frem til et antibiotikum som spesifikt angriper disse bakteriene. De håper at de kan utnytte disse mutasjonene til å ødelegge evnen til å reprodusere seg selv.
Siden disse mutasjonene er spesifikke for akkurat de pneumokokk- eller streptokokk-bakteriene som er studert så vil kun disse bli rammet av medisinen som utvikles med denne metoden. Et nytt antibiotikum basert på denne teknologien vil dermed ikke ramme andre bakterier slik mange antibiotika gjør i dag.
Gjennombruddet fra Oslo Centre for Biostatistics and Epidemiology (OCBE) har skjedd i samarbeid med Sanger-instituttet i England, og er publisert i tidsskriftet PLOS Genetics.
Referanser:
Skwark, M.J. m.fl: Interacting networks of resistance, virulence and core machinery genes identified by genome-wide epistasis analysis. PLOS Genetics (2017) http://dx.doi.org/10.1371/journal.pgen.1006508
Lees, J.A. m.fl: Sequence element enrichment analysis to determine the genetic basis of bacterial phenotypes. Nature (2016) DOI: 10.1038/ncomms12797
