Ny infektionsmodel giver indsigt i dødsensfarlig bakterieinfektion

En tarminfektion med colibakterien STEC er ikke til at spøge med.

Under de rette betingelser kan bakterien finde på at producere det meget giftige stof Shiga toxin. Det vil i otte pct. af tilfældene lede til nyreskade, der kan medføre hjerneskade og død.

Problemet ved denne type infektion forstærkes af, at vi i dag ikke har gode behandlinger at give personer, når STEC går amok, og det skyldes primært, at det indtil nu har været meget svært at studere bakteriens gøren og laden i tarmen.

Nu har danske forskere imidlertid udviklet en cellemodel, der kan efterligne en infektion med STEC.

Med modellen har forskerne fået et indblik i, hvad der sker i tarmene, når STEC begynder at producere Shiga toxin. Opdagelserne åbner for nye måder at gå til patienter, som er smittet med denne dødsensfarlige bakterie.

»Vi har endnu ikke fundet en kur mod STEC, men vi har for første gang kunnet simulere denne infektion i laboratoriet. Det betyder også, at vi nu har en model, som vi kan bruge til at teste lægemidler mod denne bakterie. Vi har allerede indgået et samarbejde med en dansk virksomhed om at teste nogle antistoffer til at modvirke Shiga toxin,« fortæller en af forskerne bag udviklingen af modellen, lektor Thomas Emil Andersen fra Forskningsenheden for Klinisk Mikrobiologi ved Odense Universitetshospital.

Thomas Emil Andersen har netop præsenteret sine forskningsresultater på den årlige kongres for European Congress of Clinical Microbiology & Infectious Diseases (ECCMID).

Dyrker tarmceller i flowkamre

Thomas Emil Andersen arbejder med sine kolleger på at udvikle infektionsmodeller til at studere en bred vifte af infektioner.

Det gør forskerne i såkaldte flowkamre, hvor de kan dyrke alt fra epitelvæv fra luftveje og blærer til tarme.

Vi kan for første gang begynde at teste, om lægemidler virker mod bakterierne og de toksiner, som de producerer

Thomas Emil Andersen, forsker, OUH

Forskernes nye model simulerer mikromiljøet i tarmene, idet modellen består af tarmepitelceller, der danner et cellelag, som også kan udskille mucus.

Thomas Emil Andersen forklarer, at modellen også simulerer det flow og den peristaltik, som findes i tarmene, og som stiller særlige krav til bakterier, der vil inficere tarmepitelet.

»Der eksisterer et komplekst samspil mellem de bakterier, som er vigtige for vores sundhed, og de patogene bakterier, som giver sygdom. Indtil videre har ingen dog været i stand til at udvikle modeller, der kan efterligne dette samspil. Den udfordring har vi nu løst,« siger han.

Skal teste ny behandling

Modellen fungerer på bl.a. den måde, at bakterierne begynder at lyse grønt, når de producerer Shiga toxin, og det vil sige, at forskerne kan følge infektionens udvikling fra det tidspunkt, hvor STEC etablerer sig i tarmepitelet, til bakterierne begynder at gøre alvorlig skade på deres menneskelige vært.

Thomas Emil Andersen fortæller, at STEC er så farlig en bakterie, at det kun er tilladt at arbejde med den under meget restriktive forhold, ligesom den er underlagt terrorlovgivningen. I USA er den kendt som hamburger-bakterien, idet smitten ofte stammer fra kontamineret oksekød. Kvæg kan nemlig have STEC i maven.

I forsøg med modellen identificerede forskerne bl.a., hvordan bakterierne i de første tre dage af en infektion breder sig ud i tarmepitelet, hvorefter de på tredjedagen tænder for de gener, der producerer Shiga toxin.

På samme tidspunkt begynder bakterierne at invadere tarmcellerne og kolonisere dem intracellulært.

Thomas Emil Andersen fortæller, at forskerne endnu ikke har fundet ud af, hvordan man kan bekæmpe bakterierne i sig selv, bl.a. fordi antibiotika ikke virker særligt godt mod infektionen, men derimod forværrer den.

I samarbejde med et dansk firma skal de teste en anden mulig løsning.

Firmaet har nemlig udviklet nogle nanobodies, der binder til Shiga toxin, og dem skal forskerne afprøve i deres infektionsmodel.

Derved vil de være i stand til at se, om behandlingen så også rent faktisk virker.

»Vi er endnu ikke der, hvor vi kan begynde at kurere mennesker med denne infektion, men vi kan for første gang begynde at teste, om lægemidler virker mod bakterierne og de toksiner, som de producerer,« siger Thomas Emil Andersen.

Læs alle artikler fra ESCMID 2024 her.