På bakteriejakt för att bekämpa antibiotikaresistens

Upptäckten av antibiotika på 1900-talet markerade en revolution inom medicinen och räddade otaliga liv. Men snart uppstod en ny utmaning med framväxten av bakterier som var resistenta mot dessa medel. En nyckel i kampen mot detta oroande problem är att ta reda på vilka bakterier som är involverade vid en infektion. Det möjliggör en riktad och effektiv användning av antibiotika, vilket i sin tur minskar risken för utveckling av nya resistenta stammar.

Med stöd från Schweizerischer Nationalfonds (SNF) har forskare utvecklat molekyler som snabbare än tidigare kan känna igen vissa bakterier. Resultaten publicerades nyligen i tidskriften Communications Biology och banar väg för snabbare diagnostiska metoder, särskilt vid blodförgiftningar. "De nyutvecklade molekylerna används redan i samarbete med Zürcher start-up Rqmicro, som utvecklar verktyg för övervakning av vattenkvalitet", säger biokemisten Markus Seeger, som genomförde studien vid Institutet för Medicinsk Mikrobiologi vid Zürichs Universitet.

Markus Seeger och hans team försöker påskynda processen: "Vi vill känna igen vissa bakterier tidigare, även om de bara förekommer i små mängder, genom att färga dem. Dessutom vill vi fånga dem direkt i blodet för att snabbare kunna analysera ett större antal." Detta tillvägagångssätt möjliggör visserligen ingen fullständig diagnos, men det kan snabbare än tidigare metoder bekräfta eller utesluta förekomsten av vissa bakterier. Denna tidsbesparing är särskilt värdefull vid blodförgiftningar, eftersom det i dessa fall inte alltid är möjligt att vänta en eller två dagar för detaljerade analyser. Hans grupp fokuserar på identifiering av bakterien Escherichia coli (E. coli). Detta bakterium är ofta inblandat i urinvägsinfektioner och kan även orsaka blodförgiftning. Och bakterien tillhör de arter där frekvensen av resistens har ökat i Schweiz mellan 2004 och 2024. Vid vissa antibiotikaklasser uppträder resistenta patogener nu fem gånger oftare. "Om man vet om det är E. coli eller något annat är det redan en värdefull ledtråd för ett inledande behandlingsbeslut", förklarar biokemisten. I detta fall kan de verktyg som utvecklats av hans team halvera den vanliga diagnos tiden från tolv till cirka sex timmar.

Forskarteamet valde därför miniatyrantikroppar, så kallade nanobodies, som dragkrok. Tack vare deras lilla storlek kan de enkelt glida mellan sockerkedjorna. De är också stabilare än vanliga antikroppar och förblir därmed funktionella längre vid rumstemperatur. Det är ett centralt kriterium eftersom kontinuerlig kylning under transport och lagring är en utmaning för detektionsförfaranden.

Resultatet är en färdig lösning för att färga bakterierna. Men de är fortfarande inte fångade: "För att upptäcka E. coli fungerar det bra. Man kan fästa små färgmolekyler på nanobodies utan att de blir mycket större", förklarar forskaren. För att fånga bakterier använder vi däremot större magnetkulor. Dessa kan dock inte tränga igenom sockerdjungeln som omger bakterierna." Forskningen utvecklade därför en molekylär "lina" som kopplar nanobodies - kroken - med de av sockerartade magnetiska kulorna - spöet - "Nu har vi en lämplig fiskeset som gör att vi kan identifiera och fånga E. coli. Jag hoppas att vi också lyckas integrera verktyget i klinisk diagnostik. Det används redan framgångsrikt för miljöanalyser", avslutar biokemisten.

Den ökande problematiken med antibiotikaresistens ökar. Därför lanserade Schweizerische Nationalfonds (SNF) det nationella forskningsprogrammet "Antimikrobiell resistens" (NFP 72) 2015 på uppdrag av förbundsrådet. Det planerades i samordning med den nationella strategin mot antibiotikaresistens StAR.

Programmet innehöll totalt 45 projekt: 33 vid schweiziska universitet och 12 internationella projekt inom ramen för det europeiska Joint Programming Initiative on Antimicrobial Resistance (JPIAMR). NFP 72 hade en budget på 20 miljoner franc.

Det förde samman specialister inom humanmedicin, veterinärmedicin, biologi och miljövetenskaper. De utforskade nya tillvägagångssätt för att bromsa spridningen av antibiotikaresistens och förbättra behandlingsmöjligheterna.

Texten i denna nyhet och mer information finns tillgänglig på Schweizerische Nationalfonds webbplats.

Kontaktperson för pressen:

Markus Seeger Institutet för Medicinsk Mikrobiologi Universitetet i Zürich Gloriastrasse 28/30 CH-8006 Zürich Tel: +41 (0)44 634 53 96 E-post: m.seeger@imm.uzh.ch