Bakterier bruker enzym til å gjemme seg for immunforsvaret

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.
Relatert innhold
Nye funn om hvordan sykdomsbakterier beskytter seg mot immunforsvaret vårt

Nye funn om hvordan sykdomsbakterier beskytter seg mot immunforsvaret vårt

Enzymer som tidligere var kjent for sin evne til å bryte ned biomasse, er også viktige for bakterier som beskytter seg mot immunsystemet vårt, viser NMBU-forskere i en ny studie publisert i Nature Communications.  

Published 9. mars 2021 - 12:54 - Updated 11. juni 2021 - 14:08