Virusten avulla hyökkäykseen sairaalabakteereja vastaan

02.01.2012

Olemme häviämässä taistelun taudinaiheuttajabakteereja vastaan. Monissa sairaaloissa kamppaillaan jo nyt sellaisten bakteerien kanssa, joihin mitkään antibiootit eivät tehoa. Uusista antibiooteista ei ole luvassa nopeaa pelastusta, sillä niiden kehittämistyö on hidasta. Bakteerit ovat hankalia vihollisia, sillä ne voivat siirtää resistenssin eli vastustuskyvyn antibiooteille nopeasti muihin bakteereihin, jolloin syntyy superbakteereja. Molekyylibiologian tutkijatohtori Matti Jalasvuori Jyväskylän yliopistosta tutkii lupaavaa menetelmää, jonka avulla superbakteerit voisi tulevaisuudessa nujertaa.

Vastustuskyky antibiooteille siirtyy nopeasti bakteerista toiseen plasmidien välityksellä. Plasmidit ovat bakteerin kromosomin ulkopuolella sijaitsevia muun muassa antibioottiresistenssin geenejä sisältäviä rengasmaisia DNA-molekyylejä.

Antibioottiresistenssin luulisi olevan bakteerille elintärkeä asia. Miksi se siis luovuttaa oleellista kilpailuetuaan muille bakteereille?

”Luonnonvalinta kohdistuu bakteerisolussa vain tiettyyn elementtiin. Bakteerin sisällä loisiva plasmidi käyttää solua hyväkseen. Se siirtyy geneettisine tietoineen itsekkäästi bakteerista toiseen, välittämättä alkuperäisen bakteerin kohtalosta. Siirtyessään se tekee myös seuraavasta bakteerista antibiootille vastustuskykyisen. Kyseessä on antibiootin läsnä ollessa hyvä ominaisuus, joka voi siirtyä eteenpäin”, Jalasvuori kertoo.

Kohdennetulla luonnonvalinnalla hankaloitetaan superbakteerien syntymistä

On olemassa vain plasmideja sisältäviä bakteereja tuhoavia viruksia eli bakteriofageja. Nämä bakteriofagit tappavat antibioottiresistenssigeenejä sisältävät bakteerit, jolloin muut bakteerit pärjäävät paremmin.

”Toisin sanoen bakteriofagit aiheuttavat bakteeriviljelmässä plasmidittomia bakteereja suosivan valintapaineen, mikä johtaa antibioottiresistenssin häviämiseen nopeasti useimmista bakteerisoluista. Myös resistenssin siirtyminen bakteerilta toiselle näyttää pysähtyvän”, Jalasvuori kuvaa.

Matti Jalasvuoren jo julkaistun tutkimuksen koeasetelma oli yksinkertainen. Yhtä bakteeria ja bakteriofagia kasvatettiin yhdessä ja katsottiin mitä antibioottiresistenssille tapahtuu. Tuloksena havaittiin resistenssin romahtavan jo kymmenessä päivässä. 

”Haastavammassa koeasetelmassa kasvatetaan useampia bakteereja ja katsotaan miten nopeasti antibioottiresistenssi siirtyy superbakteerista toiseen bakteeriin. Sen jälkeen viljelmään lisätään antibioottia. Viimein mukaan lisätään virusta ja katsotaan pystyykö se estämään vastustuskyvyn siirtymistä. Vielä julkaisemattomien tietojen perusteella näyttäisi siltä, että pystyy hyvinkin nopeasti. Tästä voisi mahdollisesti olla hyötyä myös tulevaisuuden sovelluksissa.”



Kuvassa Anni-Maria Örmälä työskentelemässä Jyväskylän yliopiston laboratoriossa. Kuva: Lauri Mikonranta

Jalasvuori myöntää tutkimuksessa olevan myös haasteita, sillä yhtälö ei ole ihan näin yksiselitteinen.

”Luonnossa virukset ja bakteerit elävät ja vaikuttavat yhdessä. On paljon geneettisiä elementtejä, jotka siirtyvät jatkuvasti bakteerista toiseen ja selviävät myös bakteriofagien ollessa läsnä. Törmäämme todennäköisesti laboratoriokokeissamme siihen, että tietyissä olosuhteissa ja tietynlaisten tekijöiden vaikutuksesta antibioottiresistenssi ei katoakaan. Saamme joka tapauksessa sekä ekologian, evoluution että mahdollisten käytännön sovellusten kannalta arvokasta tietoa tapahtumista ja niiden syistä.”

Jalasvuori jatkaa Australiassa professori Hanna Kokon ryhmässä tutkimuksensa teoreettisen puolen mallintamista.

”Tavoitteeni on lisätä ymmärrystä bakteereista ja niiden luonnon elinyhteisöistä. Tutkimukseni selventää tekijöitä, jotka mahdollistavat antibioottiresistenssin siirtymisen ja säilymisen yhteisöissä pitkiä ajanjaksoja. Ehkä tulevaisuudessa pystymme luomaan ekologisesti hankalat olosuhteet antibioottiresistenssiä levittävän elementin pärjäämiselle sairaalaympäristöissä. Antibiootteja kontrolloidusti käyttäen, ja antibioottiresistenssiä vastaan hyökäten saisimme luotua tilanteen, jossa antibioottiresistenssiä ei tarvitsisi enää niin kovasti pelätä”, Jalasvuori kiteyttää.


Lue lisää:

Professori Jaana Bamfordin tutkimusryhmän kotisivut: https://www.jyu.fi/bioenv/en/divisions/smb/virus/

Antibioottiresistenssistä Wikipediassa: http://fi.wikipedia.org/wiki/Antibioottiresistenssi

Plasmidi Wikipediassa: http://fi.wikipedia.org/wiki/Plasmidi

Bakteriofagi Wikipediassa: http://fi.wikipedia.org/wiki/Bakteriofagi

Teksti: Risto Alatarvas
Kuvat: Matti Jalasvuori ja Pixmac.fi