Den første opdagelse er rettet mod de bakterielle “persister”, der er ansvarlige for mange langvarige sygdomme

Forskere fra Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ved Harvard University og fra Boston University har udviklet en effektiv og billig metode til behandling af kroniske bakterieinfektioner, såsom stafylokokker og urinveje, og potentielt endda streptokokker og tuberkulose. Deres resultater er offentliggjort i Nature den 12. maj.

Kroniske og tilbagevendende infektioner er typisk forårsaget af bakterielle “persistere” – en lille subpopulation af bakterier, der formår at overleve et antibiotikaangreb ved stort set at lukke ned og “sove” gennem det, selv om deres modstykker, som er vågne, bliver dræbt.

Som følge heraf ser patienten i første omgang ud til at være fuldt helbredt, men i løbet af uger eller endog måneder begynder persisterne at vende tilbage til livet, ofte stærkere og mere aggressive end nogensinde før, og sygdommen er tilbage. Bakteriel persistens er en stor hindring for en vellykket behandling af smitsomme sygdomme. Den kan trække sygdomme ud over måneder, få infektioner til at sprede sig til nyrer og andre organer og få behandlingsomkostningerne til at stige voldsomt. I betragtning af den betydelige negative indvirkning er bakteriel persistens blevet et voksende forskningsområde, men indtil nu er der ikke udviklet nogen behandling, der er direkte rettet mod persisterende bakterier.

I modsætning til antibiotikaresistente bakterier, hvis evne til at modstå lægemiddelbehandlinger er baseret på genetiske forskelle, er persisterende bakterier genetisk identiske med de andre medlemmer af deres bakteriesamfund. Det, der adskiller dem fra flokken, er deres evne til at skifte til energibesparende tilstand.

Men et forskerhold under ledelse af James J. Collins, Ph.D., har nu opdaget en billig og effektiv måde at vække disse bakteriesøvnere på ved hjælp af sukker til at stimulere dem til en aktiv tilstand, hvor de er lige så sårbare over for antibiotika som de andre i deres samfund.

Collins er et centralt fakultetsmedlem af Wyss Institute, professor i biomedicinsk teknik ved Boston University og Howard Hughes Medical Institute investigator. Kyle Allison fra Howard Hughes Medical Institute og Boston University var førsteforfatter, mens Mark Brynildsen, der er assisterende professor i Department of Chemical and Biological Engineering ved Princeton University, var medvirkende forfatter.

Deres tilgang består i at tilsætte sukker til antibiotikaet. Sukkeret virker som en stimulans, der i det væsentlige slår bakteriernes normale reaktioner, som f.eks. at dø, når de konfronteres med et dræbende antibiotikum, til igen. Allison sammenligner sukkerets virkning med en bakteriel kop kaffe eller et vækkeurs skrig.

Ved anvendelse af denne strategi på E. coli-bakterier, som kan forårsage urinvejsinfektioner, var holdet i stand til at eliminere 99,9 procent af de persisterende bakterier inden for blot to timer, i modsætning til ingen eliminering uden sukker. Tilgangen var tilsvarende effektiv til at dræbe de bakterier, der forårsager stafylokokinfektioner. “Vores mål var at forbedre effektiviteten af eksisterende antibiotika i stedet for at opfinde nye, hvilket kan være en lang og dyr proces,” siger Allison.

Disse resultater har potentiale til at forbedre livet for et utal af mennesker, der kæmper med nagende infektioner, samtidig med at de reducerer sundhedsudgifterne betydeligt. Men den mest betydningsfulde effekt kan i sidste ende mærkes hos mennesker rundt om i verden, der lider af tuberkulose, som er det næste fokusområde for Allison og Collins’ forskning.

TB, som er en kronisk bakteriel infektion, der rammer lungerne, forårsager flere dødsfald end nogen anden infektionssygdom. Verdenssundhedsorganisationen oplyser, at ca. 4.700 mennesker dør af tuberkulose hver dag. Behandlingen tager typisk fem til ni måneder.