Forskere ”snigmyrder” sygdomsfremkaldende bakterier i tyndtarmen med cocktail af vira
Det er lykkedes forskere fra Københavns Universitet at dræbe sygdomsfremkaldende E. coli-bakterier med en cocktail af vira (bakteriofager) i en model af tyndtarmen, som de selv har bygget. Det målrettede angreb fik ram på E. coli-bakterierne uden at dræbe de øvrige – typisk gavnlige – bakterier i tarmfloraen. Vira-cocktailen var lige så effektiv som bredspektret antibiotika, og resultatet peger i retning af, at vi i fremtiden vil kunne bruge vira som et supplement til antibiotika ved behandling af bakterielle sygdomme.
Tre typer af bakteriofager (vira, pink prikker) blev testet mod en meget stor samling af Escherichia coli (E. coli)-stammer. Til sammen dræber de tre bakteriofager de fleste af de testede stammer. Grafen er lavet ved hjælp af det navnebeskyttede program PhageSelector™, som er udviklet af Intralytix, Inc.
Forestil dig, du er blevet syg, fordi du har spist noget mad, som indeholdt sygdomsfremkaldende bakterier. Du løber hele tiden på toilettet, og måske skal du også kaste op. Du går til lægen og får ordineret bredspektret antibiotika, der – udover at dræbe de dårlige bakterier i din tarmflora – tæppebomber det komplekse samfund af bakterier, som danner den sunde del af tarmfloraen.
Ny forskning fra Institut for Fødevarevidenskab (FOOD) ved Københavns Universitet tyder på, at man i en ikke alt for fjern fremtid vil kunne drikke en cocktail af udvalgte vira (bakteriofager), som går direkte ind i tarmen og dræber de sygdomsfremkaldende bakterier, så man bliver rask uden brug af antibiotika og uden at ødelægge de gavnlige tarmbakterier.
Forskerne er kommet et skridt nærmere dette scenarie.
”Vores resultater viser, at vi har en mulighed for at slå helt specifikke bakterier ihjel uden følgeskader på den øvrige og ellers sunde tarmflora,” siger professor (MSO) Dennis Sandris Nielsen fra Institut for Fødevarevidenskab (FOOD) ved Københavns Universitet.
Han understreger, at resultatet er skabt i en model af tyndtarmen, hvorfor næste skridt vil være at afprøve studiet på mus og senere på mennesker, hvis en sådan behandling skal gennemføres.
TSI – en model af tyndtarmen
Modellen TSI, som forskningen er udført på, er udviklet på Institut for Fødevarevidenskab af postdoc Tomasz Cieplak i forbindelse med hans ph.d.-projekt med professor (MSO) Dennis Sandris Nielsen som vejleder.
Du kan læse mere om TSI og forskningen på Ingeniørens website, der også bringer en artikel om emnet.
TSI består af 5 parallelle enheder, der simultant kan simulere passagen af den øvre del af mave-tarmkanalen. Modellen har følgende elementer: hovedenhed, vandbad, automatiseret pumpestation, nitrogentank samt en computer, der styrer hele opsætningen. 3D-illustration: Maja Czesnik
“Det nye ved TSI-modellen er, at den også simulerer den del af tarmmikrobiomet, vi har i vores tyndtarm, hvilket ikke er så udbredt. Andre modeller efterligner typisk kun de rent biofysiske processer, som fx galdesalte og fordøjelsesenzymer eller pH, men her medtager vi altså også det vigtige aspekt af den menneskelige tarmfysiologi, som selve tarmmikrobiomet udgør, for at imitere tyndtarmen mere nøjagtigt”, siger Tomasz Cieplak.
Sammensætningen af tarmfloraen i modellen er repræsentativ for, hvordan tarmmikrobiomet kunne se ud hos en rask person. I studiet har forskerne tilført sygdomsfremkaldende E. coli-bakterier til tarmmikrobiomet (tarmfloraen), som de så har forsøgt at slå ihjel ved at lave en cocktail af vira (bakteriofager), som er udviklet af virksomheden Intralytix.
Ny forskning i en gammel metode
Professor fra Institut for Fødevarevidenskab (FOOD) ved Københavns Universitet Dennis Sandris Nielsen.
“At bruge bakteriofager til at dræbe sygdomsfremkaldende bakterier er ikke nyt – de har faktisk været brugt til behandling af fødevarebårne sygdomme og andre sygdomme i Østeuropa i næsten hundred år, men det er først for ret nylig, at metoden er begyndt at vække en mere udbredt interesse hos forskere”, siger Dennis Sandris Nielsen
Forskningen i bekæmpelse af sygdomme forårsaget af patogene bakterier med vira har ikke været så interessant, da man allerede havde en effektiv behandling med antibiotika.
”Anderledes ser det ud i dag, hvor flere sygdomsfremkaldende bakterier har udviklet resistens mod antibiotika, hvilket er et stort problem i den moderne medicin. Samtidig er man blevet mere opmærksom på den betydning, det humane mikrobiom har for vores sundhed,” siger Dennis Sandris Nielsen.
Fager (bakteriofager) er vira, som angriber bakterier – i denne sammenhæng bakterier i vores tarmmikrobiom. Den klassiske lytiske fag angriber bakterier ved at angribe bakteriens overflade og sprøjte sit genetiske materiale ind i bakterien. Den overtager bakteriens metabolisme og ”omlægger” den, så der dannes nye vira. Bakteriecellen, som nu er overtaget af fagen, vil eksplodere og sende masser af nye fager ud i omgivelserne, som så igen kan angribe nye bakterier.
Postdoc fra FOOD Tomasz Cieplak fortæller om forskningen og TSI-modellen:
Emner
Relaterede nyheder
Kontakt
Professor Dennis Sandris Nielsen, Institut for Fødevarevidenskab, Københavns Universitet, dn@food.ku.dk
Postdoc Tomasz Cieplak, Institut for Fødevarevidenskab, Københavns Universitet, tomasz.cieplak@food.ku.dk
Kommunikationsmedarbejder, Institut for Fødevarevidenskab, Lene Hundborg Koss, lene.h.koss@food.ku.dk
Fakta om forskningen
Forskningsartiklen “A bacteriophage cocktail targeting Escherichia coli reduces E. coli in simulated gut conditions, while preserving a non-targeted representative commensal normal microbiota” er publiceret I det videnskabelige tidsskrift Gut Microbes.
Forfatterne er: Tomasz Cieplak, postdoc, Institut for Fødevarevidenskab, (FOOD), Nitzan Soffer, Intralytix, Alexander Sulakvelidze, Intralytix, og Dennis Sandris Nielsen, professor ved FOOD.
Forskningen er udført i et samarbejde mellem FOOD og Intralytix Inc., Baltimore, USA, som var den første virksomhed, der modtog Federal Drug Administrations (FDA’s) godkendelse til at bruge bakteriofager i fødevaresikkerhedsapplikationer. Virksomheden producerer adskillige produkter baseret på bakteriofager til bekæmpelse fødevarebårne sygdomsfremkaldende bakterier. For nylig fik Intralytix godkendelse af FDA til at begynde fase I/II kliniske forsøg til at teste virkningen af bakteriofager til behandling af betændelsessygdomme i tarmen. Virksomheden har adskillige bakteriofag-relaterede patenter (bl.a. to amerikanske patenter til brug af fager til at modificere dyretarmmikrobiom og tarmmikrobiom hos mennesker) og udvider sin portefølje af fager-baserede produkter til modificering af den menneskelige tarmflora med henblik på at skabe mere sundhed.
Udviklingen af TSI tyndtarmsmodelen er finansieret af People Programme (Marie Curie Actions) under EUs syvende rammeprogram, Framework Programme FP7/2007-2013/under REA grant agreement n° 606713.