Bakterier som gjør deg syk, gjemmer seg bort slik at immunforsvaret ikke finner dem. Til å kamuflere seg bruker de enzymer som norske forskere oppdaget for ti år siden.
Disse enzymene gjør to helt forskjellige jobber for bakterien: De skaffer dem mat, og de beskytter dem mot immunforsvaret i kroppen din.
Fatemeh Askarian ved NMBU har funnet ut hvilken rolle enzymene spiller for å hjelpe bakterier som kan gjøre deg syk.
Oppdaget hos NMBU
Hun forsker sammen med mannen som oppdaget dem.
– Historien startet for elleve år siden da vi oppdaget disse enzymene, sier NMBU-professor Gustav Vaaje-Kolstad. Oppdagelsen revolusjonerte kunnskapen om hvordan materiale fra dyr og planter – biomasse – brytes ned.
LPMO, heter enzymene. Det står for «lytisk polysakkarid monooksygenase».
– Enzymer er små, molekylære maskiner som kløyver eller kutter kjeder av karbohydrater. I cellulose, for eksempel, kutter enzymene opp de lange kjedene slik at bakterier og sopp klarer å spise dem. Sukkeret fra cellulosen blir næring for bakterier og sopp, forklarer Vaaje-Kolstad.
Bakterier ble immune
Så kom Fatemeh Askarian inn i arbeidet, med helt annen ekspertise: Samspillet mellom mennesket og mikrobene.
– Da jeg begynte på prosjektet, visste vi ikke hvilken retning det kom til å gå i. Det eneste vi visste, var at noen studier hadde koblet disse enzymene mot en funksjon i infeksjonssyklusen til sykdomsbakterier. Ingen hadde funnet ut hvordan de fungerte, forklarer hun.
– Ved å studere detaljene i dataene som andre forskere hadde funnet, fant hun mye gjemt informasjon om LPMO-ene, sier Vaaje-Kolstad.
– Vi fant ut at de er til stede i mange sykdomsfremkallende bakterier og at de blir brukt når bakterien kommer i kontakt med vev eller kroppsvæsker. Dette ga oss ideen om å undersøke om LPMO-er kunne hjelpe bakterier å overleve i blod eller lunger, noe som etter hvert viste seg å være riktig, forklarer Fatemeh Askarian.
Multiresistente bakterier
Askarian og Vaaje-Kolstad har sett på Pseudomonas aeruginosa. Det er en bakterie som rammer pasienter med cystisk fibrose og som fort blir antibiotikaresistent. Over halvparten av CF-pasientene har bakterien i lungene. Den fører til dårligere lungefunksjon og er i verste fall dødelig.
Nylig har bakterien også blitt assosiert med lungeinfeksjoner hos covid-19-pasienter.
– Bakteriene bruker LPMO-enzymene til å beskytte seg selv mot menneskets immunsystem. De hjelper bakteriene å skjule seg slik at immunsystemet ikke oppdager dem, sier Askarian.
– Hvis vi tar bort enzymet, så klarer ikke bakteriene å overleve i lungene eller i blodet.
– Vi trodde at disse enzymene var viktige bare for å bryte ned biomasse, men takket være det fantastiske arbeidet til Fatemeh og bidragsytere fra forskjellige fagfelt har vi funnet ut hva de betyr for infeksjoner, sier Gustav Vaaje-Kolstad.
I flere bakterier
LPMO-enzymene finnes i en lang rekke sykdomsbakterier. Håpet er at funnene til Askarian kommer til å gjøre det enklere å bekjempe multiresistente bakterier i fremtiden.
I første omgang har NMBU-forskerne og samarbeidspartnerne deres publisert en artikkel om funnene i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications.
– Det vi har publisert hittil, er bare en liten del av dataene. Mye av det vi finner, gir oss bare nye spørsmål. Vi kommer aldri til å forstå biologien 100 prosent, men vi arbeider videre for å finne flere svar, fastslår Askarian og Vaaje-Kolstad.
Referanser:
- Fatemeh Askarian m.fl.: The lytic polysaccharide monooxygenase CbpD promotes Pseudomonas aeruginosa virulence in systemic infection, Nature Communications, 23. februar 2021, doi: 10.1038/s41467-021-21473-0
- Gustav Vaaje-Kolstad m.fl.: An oxidative enzyme boosting the enzymatic conversion of recalcitrant polysaccharides, Science, 8. oktober 2010, doi: 10.1126/science.1192231.