Forskare avslöjar svagheter i biofilmen hos antibiotikaresistent P. aeruginosa för bättre behandling

StockholmForskare vid Syddansk Universitet har upptäckt en ny svaghet hos Pseudomonas aeruginosa, en bakterie som är resistent mot många antibiotika. Denna bakterie finns ofta i jord, vatten, sjukhus och vårdhem. Den är farlig eftersom den kan infektera personer med försvagat immunförsvar.

Forskare från institutionerna för Biokemi, Molekylärbiologi och Klinisk mikrobiologi har upptäckt ett sätt att hindra P. aeruginosa från att bilda biofilm. Biofilm är ett lager som bakterier skapar för att skydda sig mot antibiotika.

Viktiga resultat inkluderar:

• Upptäckten av tre nya gener som minskar biofilm när de överuttrycks.
• Detta system ingår i P. aeruginosas kärngenom, som har hittats i alla sekvenserade stammar hittills.
• Minskning av biofilm underlättar för antibiotika att tränga igenom cellens yta.
• Cellväggsstress stimulerar naturligt systemet som reducerar biofilm.

P. aeruginosa använder biofilm som ett viktigt skydd. Biofilmen kan bli så tät att antibiotika inte kan tränga igenom för att döda bakterierna inuti.

Clare Kirkpatrick, en forskningsledare vid institutionen för biokemi och molekylärbiologi, förklarade att biofilm kan vara så tjock att antibiotika inte kan nå in i cellen. Hon nämnde också att det i framtiden kan bli möjligt att använda läkemedel för att minska biofilmstillväxten på ytan av P. aeruginosa.

Forskningsgruppen bestod av Clare Kirkpatrick, Magnus Z. Østergaard, Flemming D. Nielsen och Mette H. Meinfeldt. De publicerade sina resultat i tidskriften Microbiology Spectrum.

Läs också:

Idag · 09:56

En ny era för organacceptans genom nanoteknik

Forskare arbetade med tre nyligen upptäckta gener i en laboratorieodlad stam av P. aeruginosa. Överuttryck av dessa gener minskade kraftigt bildningen av biofilm. Detta system, som påverkas av generna, är en del av bakteriens kärngenom och har hittats i alla hittills sekvenserade stammar av P. aeruginosa.

Bakterier kan snabbt ändra sig och anpassa sig när de ställs inför utmaningar, så patienter kan först må bättre med antibiotika men senare utveckla resistens. Trots detta förblir bakteriernas huvudsakliga genetiska material oförändrat.

Forskarna upptäckte att genom att öka aktiviteten hos vissa gener kunde de minska biofilm. De observerade också att systemet som minskar biofilm aktiveras när cellväggen är under stress. Kirkpatrick förklarade att stress på cellväggen naturligt kan minska biofilm, vilket skulle göra det enklare för antibiotika att tränga igenom.

Cellväggsinriktade läkemedel används inte ofta för att behandla P. aeruginosa-infektioner. Men Kirkpatrick föreslår att dessa läkemedel skulle kunna läggas till nuvarande behandlingar för att minska biofilmproduktionen, vilket kan göra att befintliga antibiotika fungerar bättre.

Bakteriella cellväggar skiljer sig från mänskliga cellväggar, vilket gör dem till bra mål för behandling. Vissa funktioner är gemensamma för både bakterie- och människoceller, men andra är specifika för bakterier. Genom att rikta in oss på dessa unika bakteriella funktioner och cellväggar, kan vi bekämpa infektioner utan att skada mänskliga celler.

Den senaste forskningen presenterar ett möjligt sätt att bemöta antibiotikaresistent P. aeruginosa. Ytterligare studier kan leda till nya behandlingar som utnyttjar denna sårbarhet.