Kvifor blir nokre bakteriar motstandsdyktige mot penicillin, og kva kan vi gjere med det? Ei ny doktoravhandling frå NMBU gir ny innsikt i mekanismane bak resistens hos ein av dei vanlegaste årsakene til lungebetennelse.
Doktorgradsarbeidet til Ragnhild Sødal Gjennestad viser kvifor enkelte pneumokokkbakteriar blir motstandsdyktige mot penicillin, og kvifor det er så vanskeleg å finne éi enkel forklaring.
Nedanfor svarar ho på tre spørsmål om forskinga si:
Kvifor er denne forskinga viktig?
Antibiotikumet penicillin blir mykje brukt til å behandle luftvegsinfeksjonar. Når infeksjonane er forårsaka av resistente bakteriar, verkar ikkje behandlinga lenger. For å finne nye behandlingsalternativ er det difor viktig å forstå kva som gjer bakteriane resistente mot penicillin.
Kva var målet med doktorgradsarbeidet ditt?
Fleire faktorar avgjer om lungebetennelsesbakterien Streptococcus pneumoniae er resistent mot penicillin. Penicillin drep bakteriar ved å hemme produksjonen av celleveggen, noko som etter kvart får bakteriane til å sprekke og døy. Pneumokokkbakterien kan beskytte seg mot penicillin ved å endre på proteina som penicillin bind til. Da kan den framleis produsere cellevegg, og bakterien sprekker ikkje, men overlever penicillinbehandling. Likevel er ikkje dette heile forklaringa, og fleire faktorar spelar inn. I doktorgradsarbeidet mitt har eg prøvd å forstå nokre av desse faktorane.
Kva er dei viktigaste resultata dine?
Ein av faktorane eg har undersøkt, er proteinet MurM. Resultata viser at rolla dette proteinet spelar i penicillinresistens, er meir samansett enn tidlegare antatt. MurM påverkar den ytre strukturen til bakterien – celleveggen – og er viktig for resistensen. Tidlegare har ein trudd at bakterien blir meir resistent ved å produsere ein meir aktiv variant av MurM, som gir større endringar i celleveggen. Dette viser seg ikkje å stemme. Funna våre tyder òg på at fleire av dei etablerte forklaringane på kvifor MurM er viktig, ikkje held. Sjølv om vi enno ikkje har løyst heile gåta, veit vi no betre kor vi kan leite vidare.
Eg har òg undersøkt eit svært lite signalmolekyl kalla syklisk di-AMP. Dette molekylet regulerer ulike prosessar i bakterieceller og påverkar penicillinresistens i mange bakterieartar, også i Streptococcus pneumoniae. Korleis dette molekylet påverkar resistens er framleis ikkje fullt ut forstått, men resultata våre viser at nøkkelen kan vere at molekylet påverkar korleis bakteriane deler seg. Vi veit enno ikkje nøyaktig korleis syklisk di-AMP regulerer denne prosessen, men våre funn kan være med å løyse gåta om kvifor dette molekylet påverkar penicillinresistens.
I arbeidet mitt har eg også sett på moglege angrepspunkt som kan få penicillin til å verke igjen mot resistente pneumokokkar. Ved å målrette prosessar som er viktige for resistensen, kan ein potensielt svekkje bakteriane. Vi stadfestar at MurM er eit lovande mål, men fann ikkje nye mål som verkar breitt på tvers av ulike pneumokokktypar.
Eit viktig funn frå prosjektet er at det er store forskjellar mellom ulike pneumokokkbakteriar. Mekanismar som er viktige for penicillinresistens hos éin variant, treng ikkje vere det hos ein annan. Dette tyder på at resistens er meir kompleks enn tidlegare trudd.
Resultata understrekar òg kor viktig det er å bruke bakteriar frå ulike pasientar i forsking på antibiotikaresistens, for å få eit meir realistisk bilete.
FAKTA:
Ragnhild Sødal Gjennestad
- Har tidlegare studert: Bachelor i bioingeniørfag ved NTNU i Trondheim, master i celle- og molekylærbiologi ved NTNU i Trondheim
- Kjem frå Stokke, Norge
- Har no fullført doktorgraden ved NMBUs Fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitskap
- Hovudrettleiar: Førsteamanuensis Daniel Straume (KBM, NMBU)
- Medrettleiarar: Professor Morten Kjos (KBM, NMBU), Dr. Vegard Eldholm (seksjon for bakteriologi, FHI)
- Tittel på avhandlinga på norsk og engelsk:
- Ny forståelse av mekanismene bak penicillinresistens hos Streptococcus pneumoniae
- New insights into penicillin non-susceptibility in Streptococcus pneumoniae