Sammen er vi farlige: bakteriers samspill i tarmen

Noen kolibakterier er farligere enn andre, men mye er ukjent vedrørende mekanismene som gjør dem farlige. Kontakt mellom disse bakteriene og andre bakteriearter i tarmen, påvirker imidlertid potensialet til å gjøre folk syke. 

Sammen er vi farlige: bakteriers samspill i tarmen

Hildegunn Iversen disputerer 22. september 2015 for graden ph.d. ved NMBU Veterinærhøgskolen med avhandlingen «Microbial interactions – effects on virulence in Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC)».

Bakterien E. coli finnes normalt i tarmen hos både dyr og mennesker, men noen varianter av den kan gjøre oss syke. Enterohemorhagiske E. coli (EHEC) er en voksende gruppe sykdomsfremkallende bakterier (patogener) som kan smitte gjennom mat, og de har forårsaket mange matbårne sykdomsutbrudd. Symptomer på EHEC-infeksjon kan variere fra mild diaré til alvorlig, blødende tykktarmbetennelse.

Noen kan få livstruende systemiske komplikasjoner som hemolytisk uremisk syndrom (HUS) med nyresvikt. Sykdommen rammer i særlig stor grad barn. I Norge var det et nasjonalt matbårent utbrudd i 2006 forårsaket av en EHEC stamme der flere av de smittede utviklet hemolytisk uremisk syndrom (HUS).

Hvordan er samspillet mellom EHEC og tarmens normalflora?
Å finne ut mer om samspillet mellom EHEC-stammer og ulike bakterier som normalt oppholder seg i tarmen hos mennesker, var hovedformålet med Hildegunn Iversens doktorgradsarbeid. EHEC utsettes for milliarder av tarmbakterier før den infiserer tarmens slimhinne, og det er lite kjent om disse normale bakteriene påvirker EHEC.

Virus som smitter bakterier kalles bakteriofager. Det er en bakteriofag som gjør EHEC i stand til å produsere giftstoffet Shigatoksin, og det er dette giftstoffet som gjør EHEC så farlig. Et annet mål med Iversens arbeid var derfor å undersøke denne bakteriofagens smitteevne. De fleste eksperimentene i arbeidet ble utført på EHEC-stammen som forårsaket utbruddet i Norge i 2006.

Miljøet i tarmen kan påvirke EHECs virulens
EHEC-bakteriens evne til å kolonisere tarmen er et viktig steg på veien mot å gjøre folk syke. I tillegg til produksjon av Shigatoksiner, har EHEC også et spesialisert apparat bestående av en rekke proteiner som hjelper bakterien å feste seg tett inntil tarmcellene. Iversens arbeid viste at EHECs evne til å feste seg til tarmveggen økte betraktelig når bakterien hadde kontakt med andre kommensale (normale) tarmbakterier.

Men samtidig ble den toksinproduserende evnen redusert når EHEC vokste i kontakt med visse bakteriearter, eller i kontakt med stoffer som ble produsert av enkelte bakteriearter. Dette tyder på at EHECs evne til å forårsake sykdom påvirkes av miljøet i tarmen, og at tidsstyringen av genuttrykket reguleres i forhold til omgivelsene.

Normale tarmbakterier smittes av virus og blir toksinproduserende
Siden Shigatoksin er den viktigste sykdomsfremkallende faktoren hos EHEC, og genet som koder for toksinet ligger på et virus, ønsket Iversen å undersøke hvor mottagelige kommensale E. coli-bakterier fra barn er for viruset. Resultatene viste at bakteriofager smitter nesten halvparten av de kommensale E. coli-bakteriene, og at disse bakteriene har potensiale til å øke toksinproduksjonen betraktelig sammenlignet med den opprinnelige utbruddsstammen. Høyere konsentrasjon av Shigatoksin i tarmsystemet vil kunne gi et mer alvorlig sykdomsforløp.

Siste del av studien undersøkte hvordan menadione, som er et syntetisk vitamin K-lignende stoff, hemmer produksjon av Shigatoksin i EHEC-stammer. Siden tarmbakterier produserer ulike vitamin K- varianter, er det en mulighet at lignende stoffer som finnes i tarmen påvirker EHECs evne til å forårsake sykdom.

Mye er ennå ukjent når det gjelder hvor storsykdomsfremkallende evne EHEC har. Men det er interessant at kontakt mellom EHEC og andre bakteriearter, påvirker potensialet EHEC har til å gjøre folk syke. Tarmpat-gruppen på Institutt for mattrygghet og infeksjonsbiologi følger opp denne studien med biopsier fra tykktarm hos mennesker og vil se nærmere på om hvordan samkultur mellom EHEC og normale tarmbakterier påvirker EHECs evne til å gi sykdom i denne relevante ex vivo modellen.

Published 10. september 2015 - 11:16 - Updated 23. mai 2017 - 19:19