Nye antimikrobielle stoffer har potentiale til at bekæmpe multiresistente bakterier, viser ny forskning fra DTU Fødevareinstituttet. Perspektivet med Line Hein-Kristensens ph.d.-projekt er, at en ny type kemisk fremstillede antimikrobielle stoffer kan blive et fremtidigt alternativ til konventionelle antibiotika.
Verdenssundhedsorganisationen, WHO, har udråbt antibiotikaresistens som en af de væsentligste trusler mod menneskers sundhed. Derfor er det vigtigt at finde nye stoffer, som kan bruges som et fremtidigt alternativ til konventionelle antibiotika.
Med sit ph.d.-projekt viser Line Hein-Kristensen fra DTU Fødevareinstituttet i samarbejde med KU Sund og DTU Systembiologi, at en ny type kemisk fremstillede antimikrobielle stoffer kan have potentiale til fremtidig behandling af infektionssygdomme. Med resultaterne er forskerne dermed kommet et vigtigt skridt videre i kampen mod antibiotikaresistente bakterier.
Antimikrobielle peptider er udgangspunktet
Line Hein-Kristensen arbejdede med en ny gruppe af antibiotikalignende stoffer, såkaldte antimikrobielle peptider. Antimikrobielle peptider udgør en del af immunforsvaret hos alle livsformer inklusive mennesker og er en del af det første forsvar mod sygdomsfremkaldende organismer, der kommer ind i kroppen, for eksempel via maden.
Det særlige ved antimikrobielle peptider er, at de virker på en anden måde end konventionelle antibiotika og dermed kan være aktive over for netop de bakterier, som er resistente over for de konventionelle antibiotika. Det inkluderer også multiresistente bakterier - for eksempel MRSA og ESBL, som der i dag kun er begrænsede behandlingsmuligheder tilbage over for.
Efterligner naturen med syntetisk stof
Nye kemiske metoder har gjort det muligt at efterligne strukturen af naturlige antimikrobielle peptider, og gør dermed også muligt at udvikle mange nye syntetiske varianter. Line Hein-Kristensens ph.d.-projekt har specifikt fokus på en serie syntetiske stoffer, som er designet, syntetiseret og karakteriseret på KU Sund.
Resultaterne af forskningen viser, at graden af den antibakterielle aktivitet over for en række fødevareoverførte og hospitalserhvervede sygdomsfremkaldende bakterier afhænger af de specialfremstillede stoffers kemiske struktur. Forskningen viser også, at de syntetiske antimikrobielle peptider dræber bakterien ved at ødelægge bakteriecellens membran.
Ved længere tids eksponering kan resistens dog udvikles over for de syntetiske antimikrobielle peptider. Der er imidlertid ingen tegn på krydsresistens, det vil sige resistens overfor flere forskellige stoffer med forskellig kemisk struktur. Det betyder, at hvis resistens opstår mod nogle af disse stoffer, vil andre antimikrobielle peptider potentielt stadig kunne bruges til behandling af bakterieinfektioner.
”Hvis vi kan optimere den kemiske struktur af de syntetiske stoffer, kan vi begrænse bakteriers udvikling af resistens”, siger Line Hein-Kristensen fra DTU Fødevareinstituttet om resultaterne af sit ph.d.-projekt.
”Håbet er, at de antimikrobielle peptider en dag kan blive et alternativ til brugen af konventionelle antibiotika”, tilføjer Line Hein-Kristensen.
Læs mere
Find mere information i Line Hein-Kristensens ph.d.-afhandling: Spectrum and activity of novel antimicrobial peptidomimetics (pdf).
Line Hein-Kristensens ph.d.-projekt er en del af et større projekt, som er støttet af en bevilling fra Det Frie Forskningsråd for Teknologi og Produktion.
Læs også mere om DTU Fødevareinstituttets aktiviteter inden for antibiotikaresistens på www.food.dtu.dk
Antibiotikaresistens
Når bakterier udsættes for antibiotika, beskytter de sig ved at udvikle resistens, så de overlever. De resistente bakterier har ændret deres arvemateriale – deres gener.
ESBL
Ved at bruge bredspektrede antibiotika, specielt cefalosporiner, bliver bakterierne resistente over for denne antibiotikatype. Det specielle ved cefalosporin-resistens er, at bakterierne også bliver resistente over for næsten alle typer penicilliner.
De enzymer, der skaber cefalosporin-resistens, hedder ESBL (extended spektrum beta-laktamase eller cefalosporinase). Cefalosporin-resistente bakterier, som for eksempel e-coli, salmonella og klebsiella kaldes derfor ESBL-producerende bakterier, eller blot ESBL-bakterier.
Forskerne finder de samme typer af ESBL-gener både hos mennesker og i kød.
MRSA
Forkortelsen MRSA står for Methichillin resistente Staphylococcus aureus.
Stafylokokker er bakterier, som findes hos mennesker, dyr og i vores omgivelser. Staphylococcus aureus er en del af den normale næse og hudflora hos cirka 50% af befolkningen. Staphylococcus aureus kan give anledning til en lang række infektioner, lige fra overfladiske sår og bylder til alvorlige infektioner som knoglebetændelse og betændelse i hjerteklappen. På hospitaler er staphylococcus aureus den hyppigste årsag til infektioner efter operationer.
Det gen, der primært skaber resistensen, hedder mecA. Det gør bakterierne resistente over for alle såkaldte betalaktam-antibiotika, herunder penicilliner og de bredspektrede antibiotika cefalosporiner.
Forskerne finder de samme typer af MRSA-gener både hos mennesker og en række dyr, herunder grise og køer.