Forskere har bevis for en anden metode, som bakterier bruger for at undgå antibiotika. Sirirat / Shutterstock

Udbredt antibiotikabrug skyldes i vid udstrækning fremkomsten af ​​antibiotikaresistente bakterier, som det i øjeblikket er en af ​​de største trusler til global sundhed. Ikke alene forårsager antibiotikaresistens allerede en anslået 700,000 dødsfald om året, det er også lavet adskillige infektioner, herunder lungebetændelse, tuberkulose og gonoré, sværere at behandle. Uden at vide, hvordan man stopper bakterier i at udvikle antibiotikaresistens, forudsiges det, at sygdomme, der kan forebygges, kan forårsage 10 m dødsfald om året af 2050.

Nogle af de måder, som bakterier bliver resistente over for antibiotika er gennem ændringer i bakteriens genom. For eksempel kan bakterier pumpe antibiotika ud, eller de kan nedbryde antibiotika. De kan også stoppe med at vokse og dele sig, hvilket gør dem vanskelige at få øje på for immunsystemet.

Imidlertid vores forskning har fokuseret på en anden lidt kendt metode, som bakterier bruger til at blive antibiotikaresistente. Vi har direkte vist, at bakterier kan ”ændre form” i den menneskelige krop for at undgå at blive målrettet mod antibiotika - en proces, der ikke kræver nogen genetiske ændringer for, at bakterierne fortsætter med at vokse.

Næsten alle bakterier er omgivet af en struktur kaldet cellevæggen. Væggen er som en tyk jakke, der beskytter mod miljøbelastninger og forhindrer cellen i at sprænge. Det giver bakterier en regelmæssig form (for eksempel en stang eller en kugle) og hjælper dem med at opdele sig effektivt.

Menneskelige celler har ikke en cellevæg (eller "kappe"). På grund af dette er det let for det menneskelige immunsystem at genkende bakterier som en fjende, fordi dens cellevæg er mærkbart anderledes. Og fordi cellevæggen findes i bakterier, men ikke hos mennesker, er det et glimrende mål for nogle af vores bedste og mest anvendte antibiotika, såsom penicillin. Med andre ord kan antibiotika målrettet mod væggen dræbe bakterier uden at skade os.

Imidlertid kan bakterier lejlighedsvis overleve uden deres cellevæg. Hvis de omgivende forhold er i stand til at beskytte bakterierne mod at sprænge, ​​kan de blive til såkaldte “L-former”, som er bakterier, der ikke har en cellevæg. Disse bakterier blev opdaget i 1935 af Emmy Klieneberger-Nobel, der opkaldte dem efter Lister Institute, hvor hun arbejdede på det tidspunkt.

I et laboratorium bruger vi ofte sukker til at skabe et passende beskyttende miljø. I menneskekroppen udløses denne formændring typisk af antibiotika, der er målrettet mod bakteriens cellevæg eller visse immunmolekyler - såsom lysozym, et molekyle, der er til stede i vores tårer, som hjælper med at beskytte os mod bakterielle infektioner.

Bakterier uden cellevæg bliver ofte skrøbelige og mister deres regelmæssige form. Imidlertid bliver de også delvist usynlige for vores immunsystem og helt resistente over for alle typer antibiotika, der specifikt er målrettet mod cellevæggen.

Forskere har længe mistanke om, at L-formskift kan bidrage til tilbagevendende infektioner ved at hjælpe bakterier med at skjule sig fra immunsystemet og modstå antibiotika. Det var imidlertid vanskeligt at finde beviser for denne teori på grund af L-formenes undvigende karakter og mangel på passende metoder til at detektere dem.

Ser bakterier ændre form

Vores undersøgelse, offentliggjort i Nature Communications, kiggede specifikt på bakteriearter forbundet med tilbagevendende urinvejsinfektioner (UTI'er). Det fandt ud af, at mange forskellige bakteriearter - inklusive E. coli Enterokokker - kan faktisk overleve som L-former i menneskekroppen. Dette er noget, der aldrig er blevet bevist direkte før. Vi var i stand til at detektere disse luskede bakterier ved hjælp af fluorescerende prober, der genkender bakterielt DNA.

Vi testede urinprøver fra ældre patienter med tilbagevendende urinvejsinfektioner ved at dyrke dem i en petriskål med højt indhold af sukker. Ikke kun hjalp dette miljø med at beskytte bakterier mod sprængning, det isolerede også de L-formede bakterier, der var til stede i disse prøver. I et separat eksperiment kunne vi se hele processen foregå i levende zebrafiskembryoner i nærvær af antibiotika.

Efter at antibiotikumet var fjernet, transformerede bakterierne sig tilbage fra L-former til deres normale form med cellevægge. (Kredit til Newcastle University, UK)

Det er vigtigt, at vores undersøgelse viser, at antibiotika skal testes under forhold, der er mere reflekterende for menneskekroppen. Dem, der i øjeblikket bruges i det medicinske laboratorium, giver ikke tilstrækkelig beskyttelse til, at sarte L-former kan overleve.

Før vi fuldt ud kan forstå, hvor vigtig L-form skift er sammenlignet med andre former for antibiotikaresistens, er der behov for yderligere forskning med flere patienter. Det vil også være vigtigt at undersøge, hvilken rolle L-former kan spille i andre tilbagevendende infektioner, såsom sepsis eller lungeinfektioner.

Indtil nu har forskning i L-former været et kontroversielt felt, men vores håb er, at disse fund vil motivere mere forskning i L-former i sygdomssituationer. Vores håb er, at disse fund vil hjælpe med at finde en måde at fjerne disse luskede bakterier fra vores krop. At kombinere cellevægsaktive antibiotika med dem, der ville dræbe L-former, kan være en løsning til bekæmpelse af antibiotikaresistente infektioner.

Vores kamp med bakterier er i gang. Når vi kommer med nye strategier for at bekæmpe dem, finder de måder at bekæmpe tilbage på. Vores undersøgelse fremhæver endnu en måde, hvorpå bakterier tilpasser sig, som vi bliver nødt til at tage i betragtning i vores fortsatte kamp med smitsom sygdom.

Om forfatteren

Katarzyna Mickiewicz, Newcastle University Research Fellow, Newcastle University

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

bøger_sundhed