Jagten på resistente bakterier er intensiveret i et forsøg på at forstå, hvordan de er i stand til at overleve antibiotikabehandling. Hos kronisk inficerede patienter dukker de resistente bakterier op igen og igen med stigende og dødelig styrke. Nu har en dansk forskergruppe vist, at bakterierne bliver resistente meget tidligere end først antaget. Den nye viden kan blive et vigtigt skridt mod at hjælpe fx patienter med cystisk fibrose og Kronisk Obstruktiv Lungesygdom (KOL).
Slim med en konsistens som tyggegummi. Det er et af de mareridt, mennesker med cystisk fibrose dagligt kæmper med. En genfejl resulterer i en defekt i cellernes klorid-kanaler, der afvander slimet i lungerne hos disse patienter. Det gør slimet til et paradis for mikroorganismer, og det er derfor nærmest umuligt for patienterne at slippe af med bakterier som f.eks. Pseudomonas aeruginosa. De opformeres i slimet og stimulerer immunsystemet så der opstår betændelseslignende tilstande, ligesom de over tid bliver resistente overfor alle kendte antibiotikabehandlinger.
”Når de antibiotika, vi bruger, holder op med at virke på bakterierne, bliver det en konstant livstruende situation. Med de eksisterende dyrkningsmetoder finder vi desværre ikke de resistente bakterier så tidligt, som vi burde. Vores resultater viser, at resistensen opstår tidligt i infektionsforløbet, og derfor kan vores nuværende måde at behandle på ligefrem være med til at give de resistente bakterier en bedre chance for at overleve,” fortæller en af studiets hovedforfattere, Helle Krogh Johansen, dr. med. og overlæge ved Rigshospitalet og professor ved Institut for Klinisk Medicin ved det Sundhedsvidenskabelige Fakultet på Københavns Universitet.
Små ændringer skaber stor forskel
Forskerne fandt de bemærkelsesværdige resultater ved at sekventere genomerne fra Pseudomonas aeruginosa-bakterier fra 34 patienter med cystisk fibrose. Den hyppigste mutation i bakterierne blev fundet i det såkaldte mexZ-gen, der regulerer en pumpe hos bakterierne, som påvirker følsomheden overfor de hyppigst benyttede antibiotika hos patienterne med cystisk fibrose. En ændring i mexZ-genet fjerner nedreguleringen af pumpen, der derfor kan pumpe de pågældende antibiotika ud af bakterien.
”Det overraskende var imidlertid, at når vi undersøgte mexZ-mutationerne for antibiotikaresistens med den konventionelle metode, så kunne vi ikke se, at de her bakterier var resistente for den givne antibiotika. Så derfor har vi fortsat behandlingen i den tro, at den virkede, og der ingen resistente bakterier var. Problemet er bare, at det var der.”
Studiet viste, at antibiotikaresistens opstår tidligere end ventet, og at traditionelle mikrobiologiske dyrkningsmetoder ikke er følsomme nok til at registrere det. Først gav dette ikke mening for forskerne, men da de udførte såkaldte fitness-eksperimenter, hvor resistente bakterier konkurrerer med de oprindelige bakterier i tilstedeværelse af antibiotika, fik de vigtige svar.
”Eksperimenterne viste, at mexZ-mutationer medfører meget små stigninger i antibiotikaresistens, som ikke kan påvises i klinikken. Men disse små stigninger er tilstrækkelige til, at mexZ-mutantbakterierne hurtigt vinder over de normale bakterier, hvis der er antibiotika til stede, uden at dette opdages i klinikken. Samtidig kommer der hen ad vejen nye mutationer til, som fører til, at bakterierne bliver højresistente.”
Knogler, urinveje og lunger
De nye eksperimenter har i første omgang nogle oplagte konsekvenser for den måde, patienter med cystisk fibrose undersøges og behandles på. I dag går patienterne til månedlige kontroller, hvor der holdes øje med deres helbred, blandt andet ved at undersøge spytprøver fra luftvejene for at se, om der er bakterier, der skal behandles.
”Hvis der er bakterier i spytprøven, bliver patienten behandlet med antibiotika. De nye resultater viser, at vi skal udvikle nye og mere følsomme test, for at afsløre om bakterierne allerede er i gang med at udvikle resistens. Derudover kan det også have betydning for selve antibiotikabehandlingen. Måske skal der behandles med højere doser eller med andre antibiotika for at slå bakterierne ud - i stedet for at få af dem overlever og udvikler resistens.”
Selv om opdagelsen umiddelbart har de største implikationer i forhold til patienter med cystisk fibrose, så er det ifølge forskerne oplagt, at den nye viden kan vise sig endog meget nyttig i forhold til andre kroniske infektioner i knogler, urinveje og lunger, som fx KOL.
”Hvis de mikrobiologiske laboratorier fortsætter med kun at bedømme antibiotikaresistens efter de nuværende retningslinjer, er det meget sandsynligt, at de mutationer, der giver antibiotikaresistens på lavt niveau, vil blive overset, og det kan få store konsekvenser for effektiviteten af antibiotikabehandlingen. Ved at indføre molekylærbiologiske undersøgelser som hjælp til de almindelige dyrkningsmetoder kan vi på sigt forbedre detektering og dermed også antibiotikabehandling af patienterne.”
Artiklen “Mutations causing low level antibiotic resistance ensure bacterial survival in antibiotic-treated hosts” fra forfatterne Jakob Frimodt-Møller, Elio Rossi, Janus A. J. Haagensen, Marilena Falcone, Søren Molin og Helle Krogh Johansen er udgivet i Scientific Reports. Helle Krogh Johansen modtog i 2015 støtte af Novo Nordisk Fonden til projektet ”Bacterial biofilm infections - fact or fiction". Flere af artiklens øvrige forfattere er tilknyttet Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, DTU, Lyngby, Danmark.
