Menneskeheden står over for en enorm sundhedsudfordring i form af nye virale og bakterielle infektionssygdomme, der udvikler sig hurtigere, end vi kan producere nye lægemidler. Og medmindre vi snart finder nye antibiotika, forventer WHO, at vi i midten af det 21. århundrede på verdensplan vil se over 10 mio. årlige dødsfald som følge af resistente mikroorganismer.

Analyse af tusindvis af bakteriers DNA-sekvenser har afsløret, at selv de mindste mikroorganismer indeholder et avanceret immunforsvar, der beskytter dem selv mod virusinfektion. CRISPR-Cas er et velbeskrevet eksempel på immunforsvar, der sætter bakterier i stand til at reagere på infektion med vira, de tidligere har været i kontakt med. Denne type immunforsvar kaldes adaptiv og modsvarer de antistoffer, vi selv danner når vi udsættes for infektion, der også giver beskyttelse i længere tid.

Foruden adaptivt immunforsvar har det dog vist sig, at bakterier, ligesom mennesker, har avancerede former for medfødt (innate) immunforsvar, der fungerer som en ekstra sikkerhed, hvis CRISPR-Cas fejler. Disse systemer genkender specifikt viral infektion og medfører i mange tilfælde, at den enkelte bakteriecelle slås ihjel for at beskytte kolonien mod yderligere angreb. Det er denne type immunforsvar, som det nye projekt skal udforske, herunder undersøge om det er muligt kunstigt at aktivere systemet i sygdomsfremkaldende bakterier, så de dør.

Senior postdoc Ragnhild Skjerning, der er centralt involveret i det nye projekt, udtaler, "Projektet vil give os en unik mulighed for at øge vores forståelse af, hvordan bakterier forsvarer sig mod virus, også kaldet bakteriofager. Bevillingen fra Carlsberg er banebrydende og vil give os en fantastisk mulighed for at opbygge et avanceret mikrobiologisk laboratorium, hvor vi kan undersøge bakteriernes forsvarsmekanismer, samt opbygge erfaring med nye modelorganismer og eksperimenter".

Videnskabelig leder af projektet, professor Ditlev E. Brodersen, fortsætter, "Det enormt store antal tilgængelige bakterielle genomsekvenser sætter os i stand til at opdage nye, molekylære immunsystemer med homologi til en type enzymer kaldet kinaser, som vi vil undersøge ved hjælp af en bred vifte af teknikker inden for mikrobiologi, biokemi og strukturel biologi. Sammensmeltningen af al denne information vil give os en dyb forståelse af de underliggende molekylære mekanismer, og visionen er at dette i fremtiden kan være med til at give os helt andre typer af antibiotika end dem, vi ser på markedet i dag".

Projektet har titlen "Understanding the role of bacterial self-targeting kinase toxins in phage defence" løber fra 2024-2029 og er støttet af Carlsbergfondet med 9.995.081 kr under Semper Ardens Accomplish-programmet.

Mere information: www.carlsbergfondet.dk/da/Forskningsaktiviteter/Bevillingsstatistik/Bevillingsoversigt/CF23_1461_Ditlev-Egeskov-Brodersen

Mere information

Professor Ditlev Egeskov Brodersen
Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet
deb@mbg.au.dk - Mobil: + 45 21669001