Keksintö on ensimmäinen, joka kohdistuu bakteeriperäisiin ”sitkeisiin” bakteereihin, jotka ovat vastuussa monista pitkittyneistä sairauksista

Harvardin yliopiston biologisesti inspiroituneen insinööritieteiden Wyss-instituutin ja Bostonin yliopiston tutkijat ovat kehitelleet tehokkaan ja halvan lähestymistavan kroonisten bakteeri-infektioiden, kuten stafylokokki- ja virtsatieinfektioiden, sekä mahdollisesti jopa streptokokki-infektioiden ja tuberkuloosin, hoitoon. Heidän havaintonsa julkaistaan Nature-lehden 12. toukokuuta ilmestyvässä numerossa.

Krooniset ja toistuvat infektiot johtuvat tyypillisesti bakteerien ”persistereistä” – bakteerien pienestä osapopulaatiosta, joka onnistuu selviytymään antibioottihyökkäyksestä sulkeutumalla ja ”nukkumalla” sen läpi, vaikka niiden hereillä olevat lajitoverit tapetaan.

Tuloksena potilas näyttää aluksi olevan täysin toipunut, mutta viikkojen tai jopa kuukausien kuluessa persistenssit alkavat palata elämään, usein vahvempina ja aggressiivisempina kuin koskaan aiemmin, ja sairaus palaa. Bakteerien pysyvyys on merkittävä este tartuntatautien onnistuneelle hoidolle. Se voi pitkittää sairauksia kuukausien ajan, aiheuttaa infektioiden leviämisen munuaisiin ja muihin elimiin ja nostaa hoitokustannukset pilviin. Koska bakteerien pysyvyys on merkittävä haittavaikutus, siitä on tullut kasvava tutkimusalue, mutta toistaiseksi ei ole kehitetty hoitoa, joka kohdistuu suoraan pysyviin bakteereihin.

Toisin kuin antibiooteille vastustuskykyiset bakteerit, joiden kyky vastustaa lääkehoitoja perustuu geneettisiin eroihin, pysyvät bakteerit ovat geneettisesti identtisiä bakteeriyhteisönsä muiden jäsenten kanssa. Se, mikä erottaa ne laumasta, on niiden kyky siirtyä virransäästötilaan.

Mutta tohtori James J. Collinsin johtama tutkimusryhmä, on nyt keksinyt edullisen ja tehokkaan tavan herättää nämä bakteerien nukkujat käyttämällä sokeria stimuloimaan niitä aktiiviseen tilaan, jossa ne ovat yhtä alttiita antibiooteille kuin muutkin yhteisönsä jäsenet.

Collins on Wyss-instituutin keskeinen tiedekunnan jäsen, Bostonin yliopiston biolääketieteellisen insinööritieteiden professori ja Howard Hughes Medical Instituten tutkija. Kyle Allison Howard Hughes Medical Institute -instituutista ja Bostonin yliopistosta oli ensimmäinen kirjoittaja, ja Mark Brynildsen, apulaisprofessori Princetonin yliopiston kemiallisen ja biologisen insinööritieteiden laitoksella, oli mukana kirjoittajana.

Heidän lähestymistapansa koostuu sokerin lisäämisestä antibioottiin. Sokeri toimii stimuloivana aineena, joka periaatteessa kytkee bakteerien normaalit reaktiot, kuten kuolemisen tappavan antibiootin kohdatessa, takaisin päälle. Allison vertaa sokerin vaikutusta bakteerien kahvikuppiin tai herätyskellon kiljuntaan.

Käyttämällä tätä strategiaa E. coli -bakteereihin, jotka voivat aiheuttaa virtsatietulehduksia, tutkimusryhmä pystyi eliminoimaan 99,9 prosenttia persistenteistä bakteereista vain kahdessa tunnissa verrattuna siihen, että ilman sokeria ei tapahtunut mitään eliminointia. Lähestymistapa oli yhtä tehokas tappaessaan stafylokokki-infektioita aiheuttavia bakteereja. ”Tavoitteenamme oli parantaa olemassa olevien antibioottien tehoa sen sijaan, että keksisimme uusia, mikä voi olla pitkä ja kallis prosessi”, Allison sanoo.

Tämä havainto voi parantaa lukemattomien ihmisten elämää, jotka kamppailevat kiusallisten infektioiden kanssa, ja samalla vähentää huomattavasti terveydenhuollon kustannuksia. Merkittävin vaikutus voisi kuitenkin viime kädessä tuntua ihmisillä ympäri maailmaa, jotka kärsivät tuberkuloosista, joka on Allisonin ja Collinsin tutkimuksen seuraava painopistealue.

Tuberkuloosi, joka on krooninen bakteeri-infektio, joka vaikuttaa keuhkoihin, aiheuttaa enemmän kuolemantapauksia kuin mikään muu tartuntatauti. Maailman terveysjärjestön mukaan tuberkuloosiin kuolee päivittäin noin 4 700 ihmistä. Hoito kestää yleensä viidestä yhdeksään kuukautta.