Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.
Gro Herredsvela Rørvik forteller at bakteriene helt avhengige av å kunne sanse det som skjer på utsiden av bakteriecellen for å overleve og trives.
(Foto: Marie Lindeman Johansen)
Et lite molekyl påvirker hvordan bakterier takler antibiotika
Molekylet Syklisk-di-AMP bidrar til at bakteriene endrer seg når det er nødvendig.
Det historiske synet på bakterier har vært at det er en sammenheng mellom forekomsten av en bestemt bakterie og sykdom hos pasienten. Å fjerne akkurat denne bakterien har vært et viktig prinsipp for behandling. Helt siden Alexander Fleming oppdaget penicillinet i 1928 har dette vært foretrukket strategi.
– Truslene vi står overfor med økende antibiotikaresistens, gjør at vi må tenke nytt, sier forsker Gro Herredsvela Rørvik.
Hun forklarer at ved å øke kunnskapen om hva som ligger til grunn for en fredelig sameksistens mellom mennesker og bakterier, forstår vi også mer av hva som går galt når bakteriene fører til sykdom.
Avhengig av bakterier
Nå vet vi at tilstedeværelsen av én spesiell bakterie ikke nødvendigvis betyr sykdom, og at det er fullt av bakterier både i oss og på oss.
– Faktisk så er vi helt avhengige av disse bakteriene for å fungere normalt. Bakteriene hjelper oss blant annet til å utvikle immunforsvaret vårt og produserer vitaminer slik som vitamin K, sier Herredsvela Rørvik.
Hun mener det å ukritisk eliminere alle bakterier derfor kan føre til mer skade enn nytte. En riktig balanse av bakterier er viktig for helsa.
– Dette gjør at vi må tenke nytt både ved behandling av infeksjonssykdommer, og når vi skal møte utfordringene med økende antibiotikaresistens, forklarer hun.
I to studier har hun sammen med resten av forskningsgruppen fra Institutt for oral biologi ved Universitetet i Oslo, nylig forsøkt å forstå mer av dette samspillet.
– Bakterier som bor i munnhulen vår, blir hele tiden utsatt for en mengde utfordringer og trusler. Det kan være variasjoner i pH og temperatur når vi spiser og drikker, konkurranse bakteriene seg imellom, samt daglige forsøk på å bli kontrollert og fjernet både av tannhygieneprodukter og immunforsvaret vårt, sier Herredsvela Rørvik.
Må sanse endringer på utsiden
Hun forklarer at bakteriene helt avhengige av å kunne sanse det som skjer på utsiden av bakteriecellen for å overleve og trives. Dette må de for å sette i gang de nødvendige endringene som kreves etter hvert som miljøet endrer seg.
En utbredt strategi både i menneskeceller og i bakterieceller er å overføre informasjon fra utsiden til innsiden av cellen ved hjelp av spesielle signalmolekyler.
Disse molekylene gjør at cellene kan gjøre passende endringer inne i cellen. Ett eksempel på et slikt signalmolekyl er syklisk-di-AMP. Det brukes først og fremst av bakterier.
Vanlig bakterie i munnhulen
Eksempler på bakterier der en har sett at syklisk-di-AMP nivået påvirker bakteriens toleranse for antibiotika, er halsbetennelsebakterien Streptococcus pyogenes og gule stafylokokker. En annen er Listeria monocytogenes, som er en av årsakene til at gravide må være spesielt forsiktig med å spise en mengde matvarer.
Syklisk-di-AMP ble oppdaget i 2008, og i årene siden har forskere sett at mengden av molekylet påvirker blant annet hvor sensitive bakterier er mot antibiotika.
Herredsvela Rørvik og hennes kollegaer har studert hvordan dette signalmolekylet dannes og brytes ned i en bakterie kalt Streptococcus mitis.
– Denne bakterien kan være i munnhulen vår stort sett gjennom hele livet og fører til lite trøbbel. Bare i spesielle tilfeller, slik som hos personer med nedsatt immunforsvar, er Streptococcus mitis årsak til sykdom, sier hun.
Grunnen til at forskerne likevel har valgt å studere akkurat denne bakterien, er fordi den finnes hos de fleste av oss og er med oss gjennom hele livet. Det er derfor god grunn til å tro at Streptococcus mitis er spesielt flink til å tilpasse seg trusler fra immunforsvar og miljø.
Inn i DNA-et til bakterien
Forskergruppen har kartlagt hva det betyr å ha både for høyt og for lavt nivå av dette molekylet. Det gjorde de ved å gå inn i DNA-et til bakterien og fjerne genene som koder for produksjon og nedbrytning av syklisk-di-AMP
De fant ut at bakterien er avhengig av et normalt nivå av signalmolekylet for å vokse slik den skal.
– Det var også slik at nivået av syklisk-di-AMP påvirket evnen til å tolerere typiske trusler man kan møte når man bor i munnhulen vår, slik som lav pH, antibiotika og andre antibakterielle stoffer som ofte finnes i tannhygieneprodukter, forklarer hun videre.
Forskerne så også at evnen til å feste seg til en overflate og vokse i det som kalles en biofilm, også ble påvirket i bakteriene der det ble fjernet viktige komponenter i syklisk-di-AMP maskineriet.
Biofilm, eller plakk som det også kalles når det befinner seg på tennene, hjelper bakteriene til å feste seg til overflater, samtidig som den beskytter mot trusler fra antibiotika og immunforsvar.
– Det kan derfor tenkes at endringene i syklisk-di-AMP nivå også påvirker Streptococcus mitis sin evne til både å forbli i kroppen og til å lage sykdom, sier Herredsvela Rørvik.
– Men før kunnskapen om syklisk-di-AMP eventuelt kan brukes til nytte for oss mennesker, er det viktig at vi så mye som overhodet mulig, om effektene av både for mye og for lite av molekylet, sier Gro Herredsvela Rørvik.
I tillegg mener hun det er viktig å vite hvordan både sykdomsfremkallende og vanligvis fredelige bakterier blir påvirket, for vi vil jo ikke risikere å fjerne noen som vi gjerne skulle hatt der.
Referanser:
Gro Herredsvela Rørvik mfl.: Cyclic Di-adenosine Monophosphate Regulates Metabolism and Growth in the Oral Commensal Streptococcus mitis. Microorganisms, 2020. DOI: 10.3390/microorganisms8091269
Gro Herredsvela Rørvik mfl.: The c-di-AMP signaling system influences stress tolerance and biofilm formation of Streptococcus mitis. MicrobiologyOpen, 2021. Doi.org/10.1002/mbo3.1203
Les også disse sakene fra Universitetet i Oslo:
forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER
