Biofilmassosierte infeksjoner; hvorfor er de så vanskelig å behandle og hva kan gjøres med det?

Biofilmassosierte infeksjonerMange bakterier danner et slimlag (biofilm) som legger seg rundt bakteriene. Biofilmen beskytter bakteriene mot pasientens immunforsvar og gjør bakterien ufølsom for antibiotika. Vi kartlegger mekanismer for biofilmproduksjon, hvordan immunforsvaret reagerer ved slike infeksjoner og hvordan de best kan behandles, sier overlege Claus Klingenberg.Koagulase-negative stafylokokker (KNS) er en type bakterier som tilhører normalfloraen på hudoverflaten, slimhinner og i tarm hos mennesker. De siste 20 årene har man imidlertid sett en kraftig økning i forekomsten av KNS-infeksjoner, og KNS er i dag den hyppigste årsak til sykehusinfeksjoner. KNS kan lage et slimlag (biofilm) som legger seg rundt bakteriene. Biofilmen beskytter bakterien mot pasientens eget immunforsvar og gjør i tillegg bakterien ufølsom (resistent) for vanlige antibiotika. Spesielt pasienter med svekket immunforsvar er utsatt for denne typen infeksjoner som kan være svært vanskelig å behandle. I dette prosjektet tar vi sikte på å påvise viktige faktorer som styrer produksjon av biofilm og hvordan infeksjoner med bakterier som lager biofilm best kan behandles, sier overlege og førsteamanuensis Claus Klingenberg ved Universitetet i Tromsø og Barne- og ungdomsklinikken, Universitetssykehuset Nord-Norge (UNN). Dette vil ha relevans for en stor gruppe pasienter med svekket immunforsvar som er innlagt på sykehus. Vi har tidligere påvist at hos nyfødte vil bakterier som lager biofilm gi en mindre betennelsereaksjon hos barna enn bakterier som ikke lager biofilm. En betennelsereaksjon er vanligvis en viktig måte for kroppen å motarbeide infeksjoner, og ved infeksjoner der bakterien danner en biofilm blir kroppens immunforsvar derfor ofte satt ut av spill. Nøyaktig hvilke komponenter av biofilmen som hemmer pasientens immunforsvar og hvilke deler av immunforsvaret som blir hemmet er temaet for doktorgrad i vår gruppe. Bakterier som lager biofilm kan også utveksle genetisk informasjon når de bor tett sammen i en biofilm. Vi har vist at biofilm produserende bakterier er langt mer motstandsdyktige mot antibiotika enn ikke biofilm produserende bakterier. Trolig utveksles gener som koder for antibiotikaresistens svært effektivt i en biofilm. I noen tilfeller er dette så uttalt at man knapt finner noen virksomme antibiotika. Vi skal i en dynamisk modell studere hvordan genetisk informasjon utveksles mellom bakterier i en biofilm. I denne modellen farges bakterier med spesielle gener. Man dyrker så opp en biofilm med to forskjellige bakterier. Deretter filmer vi kontinuerlig under mikroskop for å se om og når disse bakteriene evt. overfører sine gener i en biofilm. Vi har videre etablert samarbeid med forskere som utvikler syntetiske små proteiner (peptider) som kan drepe bakterier. Vi har sammenlignet effekten av disse syntetiske antibakterielle peptidene med vanlige antibiotika på forskjellige bakterier som vokser i en biofilm. Det viste seg at peptidene var langt mer virksomme enn antibiotika i sammenlignbare konsentrasjoner. Slike peptider kan derfor være lovende nye medikamenter ved infeksjoner med bakterier som lager biofilm. Vi undersøker nå om en kombinasjon av slike peptider og antibiotika gjensidig kan forsterke effekten til hverandre. Vår forskningsgruppe i Tromsø har et tett samarbeid med andre forskningsgrupper i Norge samt i Danmark, Sveits og Tyskland. Dette samarbeidet er en forutsetning for at vi skal komme videre med forskning på dette feltet.