Sättet att smitta är målet – inte själva bakterien

Olika typer av bakterier smittar med samma metod

I naturen finns ett stort antal mikroorganismer – främst vissa bakterier och virus – som kan göra oss sjuka. En del mikroorganismer ger infektioner som obehandlade kan vara livshotande medan andra bara ger lindriga symptom.

En sedan länge etablerad metod att förhindra uppkomst av infektionssjukdomar är vaccinering och många bakterieinfektioner kan också behandlas med antibiotika. Vaccinering innebär att individens immunförsvar utsätts för försvagade mikroorganismer eller delar av mikroorganismer. På så vis lär sig immunförsvaret att känna igen en viss mikroorganismen och kan sedan försvara individen mot infektioner med just den mikroorganismen. Antibiotika stoppar tillväxten eller dödar bakterier utan att skada våra celler.

Ett stort problem är förekomsten av antibiotikaresistenta bakterier som ofta finns naturligt och är ett resultat av alltför flitig användning av antibiotika. Bakterier blir lätt resistenta mot olika antibiotika och kan dessutom även sprida resistensegenskaper till andra bakterier. Detta har lett till att färre antibiotika fungerar vid infektionsbekämpning.

Attack ser ut som epidemi
Hotanalyser, vid bland annat FOA, visar att ett stort antal mikroorganismer kan ingå i biologiska stridsmedel. Det innebär att det vid en eventuell attack är svårt att förutsäga vilken eller vilka mikroorganismer som används. För att tidigt upptäcka en insats, vore det idealiskt att ha snabba och säkra metoder för att påvisa B-stridsmedel i till exempel luft eller vatten. Flera länder, däribland Sverige, forskar för att hitta sådana metoder, men än så länge får man anta att de första tecknen på användning av B-stridsmedel är uppkomsten av oförklarliga epidemier. Därför behövs vacciner och behandlingsmetoder som kan sättas in tidigt för att hjälpa kroppens immunförsvar.

I Ryssland och på Madagaskar har man påträffat stammar av bakterien Yersinia pestis (orsakar böldpest och lungpest) som är resistenta mot flera antibiotika. Det finns även uppgifter om att man i Sovjet på 70- och 80- talet försökte utveckla antibiotikaresistenta varianter av bakterier som Yersinia pestis, Francisella tularensis (orsakar harpest eller tularemi) och Bacillus anthracis (orsakar mjältbrand).

Bakterie kartläggs med genteknik
Antibiotika biter inte på virusinfektioner. Istället krävs substanser som tyvärr i många fall skadar vitala mekanismer i den infekterade cellen och som därför kan vara svåra att använda. Detta gör att det för såväl bakteriella som för virala infektioner behövs både nya alternativa behandlingsmetoder och studier för att utveckla nya vacciner.

Ett viktigt forskningsområde är är studier av immunsvaret mot infektionssjukdomar. Genom att förstå hur ett skyddande immunsvar mot en viss infektion ser ut så kan man hitta de nyckelfaktorer som ger upphov till skydd. Utifrån denna kunskap kan man försöka hitta substanser som stärker immunförsvaret.

För att ta fram nya behandlingsmetoder mot allvarliga infektionssjukdomar krävs även grundläggande kunskaper om vilka sjukdomsframkallande faktorer som är viktiga för potentiella B-stridsmedel. En del av forskningen inom ett projekt om medicinskt B-skydd siktar på att identifiera och karaktärisera de faktorer som avgör om en mikroorganism ska ge upphov till en infektion. Med hjälp av genteknik kan en egenskap hos en bakterie tas bort och därmed kan forskarna se vilken betydelse denna egenskap har för infektionsförmågan. Dessa nyckelfaktorer blir måltavlor för behandling och skydd mot infektionen i fråga.

Som nämnts ovan så finns det ett stort antal mikroorganismer kan orsaka många olika typer av infektionssjukdomar. Därför var det något förvånande när det visade sig att många olika typer av bakterier använder samma strategi för att orsaka sjukdom även om de sjukdomar de orsakar kan vara mycket olika. Bakterier som använder samma metod är till exempel Yersinia arter inklusive Y. pestis, Salmonella, Shigella (bakteriell dysenteri), sjukdomsframkallande E. coli och Pseudomonas. Dessa bakterier har en speciell metod för att föra in till exempel toxiner (gifter) in i våra celler. Bakterien söker upp och binder till cellerna och börjar sedan bygga något som liknar en injektionsnål vilken sedan sticks in i cellerna. En mycket liten ”spruta” där nålen har en diameter på cirka 10 nm (en 10 000-dels mm). Ett stort antal komponenter (proteiner) krävs för att bygga dessa sprutor. Ungefär 20 proteiner behövs för att föra toxinerna ut ur bakterien och ytterligare 4-5 för själva injiceringen. Man vet att Yersinia pestis kan skicka in minst sex olika typer av toxiner in i våra celler med denna mekanism. Genom att använda en injektionsnål som enbart riktas mot våra celler och inte mot den omgivande miljön kan bakterien gömma de giftiga ämnena från kroppens immunsystem tidigt under infektionen. Ett logiskt sätt att bekämpa infektioner med dessa bakterier är därför att ge sig på och ”störa ut” själva injektionen.

Kunskapen om hur bakterier sprutar gifter i celler kan därför ge oss nya möjligheter till skydd. I samarbete med en forskargrupp vid Umeå universitet och FOAs brittiska motsvarighet, DERA, Porton Down har FOA renframställt de proteiner som är inblandade i injektionsprocessen och forskarna har undersökt vilket skydd som kan fås mot infektioner med pestbakterien om dessa proteiner används i ett vaccin. Man fann att endast ett av proteinerna, det klassiska V-antigenet som först beskrevs redan på 1950-talet, skyddade mot infektion. Forskarna har visat att Vantigen bildar en struktur på bakteriens yta och att bakterien behöver denna för att kunna spruta in gifter i våra celler. Antikroppar mot V-antigen kan också hindra att infektion uppstår och även blockera själva injiceringen. Det är möjligt att V-antigen bildar eller utgör en viktig del av sprutans ”nål”.

Forskning på en typ av system kan alltså ge nya uppslag till metoder för skydd. Dessutom kan det faktum att flera olika bakterier använder samma strategi leda till att man kan utveckla ett skydd som fungerar mot flera typer av bakterier.

Text: Åke Forsberg och Anders Norqvist, Illustration: Martin Ek

Från FOA-tidningen nr 2-1999