Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Bakterier bruger dødelige cellegifte til at omgå antibiotikabehandling

Bakterier, der forårsager infektionssygdomme, producerer en lang række cellegifte, og nu har et internationalt forskerhold fundet mekanismen bag én af disse cellegifte. Med disse nye resultater vil man i fremtiden kunne udvikle nye behandlingsmetoder til at svække cellegifte og dermed infektionssygdomme.

18.11.2013 | Lisbeth Heilesen

Figuren viser det bakterielle 70S ribosom med kløvningsstedet for cellegiften VapC20 markeret med rødt. Til højre ses transfer-RNA, der kløves ved en lignende mekanisme i den patogene organisme, Shigella flexneri, og bag ved denne, en RNA-gel visende selve kløvningsreaktionen i ribosomet (Figur: Ditlev E. Brodersen). Klik figur for større udgave

På trods af at der er gået næsten 100 år siden de første antibiotika blev opdaget, forbliver infektionssygdomme som tuberkulose, smitsom hjernebetændelse og meningitis stadig her i det 21. århundrede alvorlige sygdomme for menneskeheden. Verdenssundhedsorganisationen WHO estimerer, at der på verdensplan er over 8 mio. nye tilfælde af tuberkulose årligt, og at heraf godt 300.000 tilfælde skyldes multidrug-resistente stammer, der er vanskelige at behandle og på voldsom fremfærd i bl.a. Østeuropa.

Bakteriel modstandsdygtighed skyldes ikke blot resistens, men også dannelse af såkaldte ”persister”-celler, der er overgået til en dvaletilstand, hvor de ikke længere er følsomme over for antibiotika. På det molekylære plan styres denne proces af en række avancerede cellegifte, eller toksiner, som bakterierne selv producerer for at kunne overleve. Hos bakterien, der fremkalder tuberkulose, (Mycobacterium tuberculosis) findes ikke mindre end 88 sådanne cellegifte, der alle formentlig hjælper bakterien med at overleve.

I en ny artikel i det anerkendte tidsskrift, Nature Communications, har et internationalt forskerhold med deltagelse fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik afsløret mekanismen bag ét af disse toksiner, kaldet VapC20. Det viser sig, at når toksinet aktiveres, ødelægger det tuberkulosebakteriens egen proteinfabrik, ribosomet, ved at kløve det. Derved kan bakterierne på kort sigt ikke producere proteiner og undgår dermed effekten af antibiotika, der ofte også angriber ribosomet.

Efter endt antibiotikabehandling kan de sygdomsfremkaldende bakterier så vågne op til dåd ved at syntetisere nye ribosomer. Overraskende viser det sig, at det sted i ribosomet, som VapC20 kløver, er det samme som også ødelægges af de stærke cellegifte, kaldet ?-sarcin og ricin, der bl.a. findes i castorbønnen, og er dobbelt så giftigt som cobraslangens gift.

Videre analyse af kløvningsstedet i ribosomet viser desuden, at mekanismen formentlig er generel for en række af de mange toksiner, og den nye viden kan derfor i fremtiden benyttes til udvikling af nye behandlingsmetoder for sygdomsfremkaldende bakterier, der svækker deres evne til at anvende sådanne cellegifte.


Den Europæiske Antibiotikadag afholdes i hele Europa den 18. november. Dagen er et fælles EU-sundhedsinitiativ med 43 deltagerlande. Formålet med den Europæiske Antibiotikadag er, at skabe opmærksomhed om vigtigheden af, at vi bruger antibiotika korrekt og undgår overforbrug.


Link til artiklen i Nature Communications

Winther, KS, Brodersen, DE, Brown, AK, and Gerdes, K (2013) "VapC20 of Mycobacterium tuberculosis Cleaves the Sarcin Ricin Loop of 23S rRNA".


For yderligere information, kontakt

Professor Kenn Gerdes
The Centre for Bacterial Cell Biology, Newcastle University, England
Email: kenn.gerdes@newcastle.ac.uk
Telefon: +44 (0) 191 208 3230

Lektor Ditlev E. Brodersen
Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
Email: deb@mb.au.dk
Telefon: +45 21669001

Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Offentligheden / Pressen