Forskersonen er forskning.nos side for debatt og forskernes egne tekster. Meninger i tekstene gir uttrykk for skribentenes holdninger.

Penicillin har lenge vært et effektivt våpen mot bakterien Streptococcus pneumoniae, bedre kjent som pneumokokker. Dette er bakterier som lever i hals, svelg, og nese hos mennesker. De kan forårsake milde infeksjoner som ørebetennelse, bihulebetennelse og halsbetennelse. 

Andre mer alvorlige infeksjoner er lungebetennelse, blodforgiftning og hjernehinnebetennelse. Den vanligste behandlingen mot slike infeksjoner er å gi antibiotikumet penicillin.

Dessverre blir bakterien stadig mer motstandsdyktig mot penicillin, og antibiotikaresistente pneumokokker blir mer og mer vanlig i mange land.

Forsker på bakteriers motstand mot pencillin

På NMBU forsker vi på penicillinresistens. Målet er å finne nye metoder som gjør at penicillin igjen kan fungere som behandling av infeksjoner forårsaket av motstandsdyktige bakterier. 

For å få til det, må vi lære mer om hva som skjer i bakteriecellene når de utsettes for penicillin og hvordan de blir resistente mot behandlingen. Kanskje finnes det måter å svekke bakteriene ytterligere på, slik at de ikke lenger klarer å beskytte seg selv mot penicillinet?

Myte om mutasjoner

I en ny studie har vi nå funnet ut at noen spesifikke koblinger i celleveggen til bakteriene, som forskere tidligere trodde at bidrar til antibiotikaresistens, ikke gjør det likevel.

Pneumokokk-bakteriene har et gen som kalles murM. I mange år har man trodd at mutasjoner i dette genet har gjort bakteriene mer resistente mot penicillin. Mutasjonene gjør at MurM-proteinet har høyere aktivitet og endrer strukturen til celleveggen som beskytter bakteriene. Dette gjør den ved å lage flere spesifikke koblinger, som kan sammenlignes med å lage ekstra sømmer i et seil. 

Ekstra sømmer gir seilet en annen styrke ettersom trådene bindes sammen på nye måter. Man har trodd at jo flere MurM-koblinger som var til stede i celleveggen, jo mer motstandsdyktig ble bakterien mot penicillin. På samme måte som at flere sømmer gjør et seil mer robust og mindre utsatt for å revne i sterk vind.

Men når stormen kom, revnet seilet likevel. Det viser seg nemlig at den endrede strukturen i celleveggen ikke gjør bakterien mer motstandsdyktig slik man tidligere har trodd.

Flere «sømmer i seilet» hjelper ikke

Vår nye studie viste at den tidligere teorien overraskende nok ikke stemmer. Noen sømmer holder like bra som mange når det nærmer seg storm. Faktisk har vi funnet ut at når det «blåser mye», så lager bakteriene «seilene» sine med færre ekstra sømmer. Ekstra sømmer ga ingen økt resistens.

Samtidig viser forskning at hvis man fjerner murM-genet og disse koblingene helt fra cellene, så fungerer penicillin igjen. Bakteriene lar seg altså knekke av penicillin hvis celleveggen ikke har noen ekstra sømmer. Noen sømmer må til, men hvorfor har man aldri helt forstått.

Trenger flere angrepspunkter

Forskningen vår tyder på at mekanismene bak antibiotikaresistens er mer komplekse enn tidligere antatt. Selv om flere ekstra sømmer i seilet ikke gjør bakterien mer motstandsdyktig, er murM-genet fortsatt svært viktig for prosessen. Bakterier uten MurM blir langt mer følsomme for penicillin, men kanskje er det sånn at de spesifikke koblingene MurM lager påvirker andre prosesser i celleveggen som påvirker graden av resistens.

Den nye studien viser at vi må tenke bredt når vi leter etter nye strategier mot antibiotikaresistens. Det handler ikke bare om én faktor hos bakteriene, men om et komplekst samspill mellom flere. 

En bedre forståelse av disse mekanismene kan gi oss flere angrepspunkter hos bakteriene og bidra til at vi kan bruke eksisterende antibiotika til å behandle infeksjoner i lengre tid framover enn fryktet.

Kilde:

• The effect of MurM and a branched cell wall structure on penicillin resistance in Streptococcus pneumoniae