Infektioner: Hvordan ved vores kroppe, hvornår de skal gengælde sig?
En ny undersøgelse kaster lys over, hvordan celler inficeres med Pseudomonas aeruginosa kan mærke patogenet og beslutte, om de skal kæmpe tilbage eller ej. Forskningen giver også vigtig information til udvikling af alternativer til antibiotika.
Pseudomonas aeruginosa er en gram-negativ bakterie, der lever i jord og vand. Det er et opportunistisk patogen, hvilket betyder, at det primært forårsager sygdom hos mennesker, der har et kompromitteret immunsystem.
De i fare inkluderer personer, der lever med cystisk fibrose, og dem, der opholder sig i sundhedsmæssige omgivelser.
Patogenet kan også forårsage lungebetændelse, urinvejsinfektioner såvel som kirurgiske sårinfektioner.
Hvad der gør denne bakterie særlig udfordrende er, at den er resistent over for en række antibiotika.
Centers for Disease Control and Prevention (CDC) identificerede for nylig multiresistente stammer af P. aeruginosa som en alvorlig trussel. I 2017 registrerede CDC 32.600 infektioner hos hospitalspatienter og 2.700 estimerede dødsfald.
Hvordan beskytter vores celler sig mod P. aeruginosa infektion? Og hvad kan forskere gøre for at tackle multiresistente stammer?
Quorum sensing
Bakterier kan bruge en sofistikeret metode kaldet quorum sensing til at kommunikere med hinanden og til at regulere deres kollektive adfærd.
Systemet giver dem information om tætheden af bakteriekolonien, og hvilke andre bakteriearter der er til stede i deres omgivelser.
Quorum sensing er afhængig af signalmolekyler kaldet autoinducere. Bakterier frigiver disse i deres miljø for at sende meddelelser til hinanden.
En lang række bakterielle processer afhænger af kvorum sensing. Disse inkluderer dannelsen af biofilm og udskillelsen af virulensfaktorer, som begge kan forårsage en betydelig trussel mod vores helbred.
Skrivning i tidsskriftet Videnskab, Pedro Moura-Alves og Stefan Kaufmann fra Max Planck Institute for Infection Biology i Berlin i Tyskland forklarer, hvordan inficerede celler kan opfange P. aeruginosa autoinducere, så de kan vælge den bedste forsvarsmetode.
Medicinske nyheder i dag talte med professor Kaufmann om forskningen.
Han forklarede, at “P. aeruginosa er et vigtigt nosokomielt patogen med høj antimikrobiel resistens. Nosokomiale patogener er ofte resistente over for antimikrobielle stoffer (antibiotika). Nosokomielle infektioner erhverves typisk på hospitaler. ”
"På samme tid, P. aeruginsoa er en allestedsnærværende mikrobe i miljøet, og den kan findes i håndvaske osv. Det er sandsynligt, at folk kommer i kontakt med P. aeruginosa dog ofte ved lave doser, når de ikke er skadelige, ”fortsatte han.
"Hvis de derimod vokser op til højere overflod, tænder de for deres genprogram, hvilket gør det muligt for dem at angribe værten, fordi de nu producerer virulensfaktorer."
'Spionere' på P. aeruginosa
I en tidligere undersøgelse offentliggjort i Natur, Moura-Alves og Kaufman viste, at en transkriptionsfaktor kaldet arylhydrocarbonreceptor (AhR) kan mærke virulensfaktorer frigivet af P. aeruginosa.
Til deres nuværende forskning brugte holdet en kombination af humane celler, zebrafisk og mus for at vise, at AhR kan opdage quorum sensing autoinducere.
”Vi var overraskede over at finde ud af, at Aryl Hydrocarbon Receptor er i stand til at spionere på bakterielt kommunikationssprog og oversætte det til værtsforsvar,” Moura-Alves, der nu arbejder ved Ludwig Institute for Cancer Research ved Oxford University i Storbritannien , fortalte MNT.
"Dette giver værten mulighed for at overvåge infektioner og reagere i overensstemmelse hermed på trusselsniveauet."
Holdet skriver i avisen:
”Vi foreslår, at AhR ved at spionere på interbakteriel kommunikation er i stand til at registrere status quo for P. aeruginosa samfund under infektion, hvilket giver værten mulighed for at mobilisere den mest passende forsvarsmekanisme i henhold til sværhedsgraden af truslen. ”
Forstyrrelse af kvorumssensering er en måde, hvorpå forskere forsøger at tackle truslen om multiresistent P. aeruginosa infektioner.
"Ved at blande sig i bakterievækst og modulere værtsrespons mere præcist kan vores fund hjælpe os og andre med at udvikle bedre (mere præcise) nye interventionsforanstaltninger," forklarede professor Kaufmann til MNT.
Mens sådanne alternativer kan være langt væk i fremtiden, skal holdets nye indsigt i, hvordan bakterierne kommunikerer med hinanden, hjælpe med denne strategi.
