Specialdesignat protein slår mot flera bakteriearter

I takt med en ökande resistens mot befintliga antibiotika krävs nya angreppssätt vid svåra bakterieinfektioner. Nu har forskare vid Lunds universitet tillsammans med forskare vid University of Massachusetts Medical School (UMMS) i USA undersökt ett sådant alternativ. – Vi kunde visa att ett skräddarsytt protein som tidigare fungerat mot olika sorters gramnegativa bakterier, även har goda resultat i musmodell mot en grampositiv bakteriestam, säger David Ermert, en av forskarna bakom studien som publicerats i The Journal of Immunology.

En viktig del av vårt medfödda immunförsvar kallas komplementsystemet. Det skyddar oss mot sjukdomsframkallande mikroorganismer, som till exempel bakterier som kan komma in i kroppen, men eftersom det är kraftfullt måste det noga kontrolleras så att det inte angriper våra egna celler. Detta görs bland annat med hjälp av en så kallad komplementhämmare, Faktor H, som cirkulerar i blodomloppet och skyddar egna celler från komplementattack. En del bakterier har lyckats ”kidnappa” den här processen: de ser till att täcka sin yta med Faktor H-proteinet och lyckas på så vis maskera sig för immunförsvaret.

– De flesta, om inte alla, sjukdomsframkallande bakterier har utvecklat strategier att motverka komplementattack för att kunna etablera infektion, säger Anna Blom, professor vid Lunds universitet som medverkat i studien.

Angriper mekanism som används av flera medicinskt viktiga bakterier
Tidigare forskning har visat att ett specialdesignat protein, ett så kallat fusionsprotein, effektivt kan användas som behandling av möss med gramnegativa bakterier* som kan orsaka gonorré, hjärnhinneinflammation och luftvägsinfektioner. De här bakterierna använder just Faktor H för att dölja sig för immunförsvaret. Fusionsproteinet har tagits fram och patenterats av forskarteamet vid UMMS som leds av professor Sanjay Ram.

– Med det här fusionsproteinet slår vi mot en viktig virulensmekanism som används av flera medicinskt viktiga bakterier, vilket skulle kunna vara ett nytt sätt att bekämpa det globala antibiotikaresistenshotet. De lovande data som vi sett i djurstudier mot flera olika patogener har gjort oss optimistiska till att fortsätta med produktutveckling, säger Sanjay Ram, professor vid UMMS.

Antibakteriell effekt
Nu har lundaforskare tillsammans med forskargruppen i Massachusetts visat att fusionsproteinet alltså även fungerar mot grampositiva bakterier*, så kallade grupp A-streptokocker. Forskarna tillsatte grupp A-streptokocker - som kan orsaka allt från vanlig halsfluss till allvarlig sepsis - till mänskliga blodprover. Därefter analyserade de vad som skedde då de tillförde fusionsproteinet i det infekterade blodet.

– Vi kunde då se att fusionsproteinet drastiskt minskade bakteriemängden i blodet. Proteinet tar bort faktor H från bakterieytan och aktiverar även immunförsvaret så att det dödar bakterien. Vi undersökte också hur proteinet fungerade i akut sepsisinfektion hos möss och kunde då visa att dödligheten minskade, säger David Ermert.

Nästa steg blir att se om fusionsproteinet fungerar mot de multiresistenta bakterier som enligt Världshälsoorganisationen WHO utgör det största hotet mot mänskligheten.

– Idag görs odlingar för att se vilken bakterie patienten har, vilket avgör hur infektionen ska behandlas. Men ibland hinner man inte vänta på att analysen blir klar, vilket kan ta upp till 24 timmar. Eftersom det här fusionsproteinet har visat sig fungera mot flera bakteriearter skulle man kunna tänka sig att det i framtiden kan sättas in som behandling mot ett bredare spektrum av bakterier, säger David Ermert.

Källa: Lunds universitet

Vetenskaplig artikel
Factor H–IgG Chimeric Proteins as a Therapeutic Approach against the Gram-Positive Bacterial Pathogen Streptococcus pyogenes
http://www.jimmunol.org/content/199/11/3828 

(*) Grampositiva bakterier skiljer sig från gramnegativa bakterier bland annat genom deras tjockare cellvägg. Tidigare studier har tittat på effekten av fusionsproteinet vid de gramnegativa bakterierna Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae och Neisseria meningitidis. I den aktuella studien undersökte forskarna proteinets effekt vid den grampositiva bakterien Streptococcus pyogenes, även kallad grupp A-streptokocker. Fusionsproteinet som tagits fram av forskargruppen vid UMMS sätter ihop den del av Faktor H som binder bakterier, med en så kallad effektordomän (Fc) från antikroppar.