eRapport

Stafylokokk infeksjoner – vert-mikrobe interaksjon og nye behandlingsstrategier

Prosjekt
Prosjektnummer
SFP1005-11
Ansvarlig person
Claus Klingenberg
Institusjon
Universitetssykehuset Nord-Norge HF
Prosjektkategori
Postdoktorstipend
Helsekategori
Infection, Inflammatory and immune system
Forskningsaktivitet
1. Underpinning
Rapporter
2015 - sluttrapport
Stafylokokk infeksjoner –vert-mikrobe interaksjon og nye behandlingsstrategier Stafylokokk bakterien gir alvorlige infeksjoner. Hva er det som skjer i vårt møte med disse bakteriene som gjør at de går fra å være ufarlige hudbakterier til å lage farlig sykdom? Vi ville finne ut mer om dette og nye måter å bekjempe slike infeksjoner. Kanskje kan vi bruke naturens virkestoffer? Dette prosjektet har vært en del av et større forskningsprosjekt der vi undersøker hvorfor stafylokokkene gir sykdom, hvordan pasienten (verten) reagerer på ulike typer stafylokokker og om vi kan bruke nye behandlingsmetoder for å behandle eller forebygge slike infeksjoner. Basert på våre studier på human immunrespons mot hvite stafylokokker har vi funnet ut at komplementsystemet utgjør en viktig komponent. Nyfødte har et umodent komplementsystem. Vi viste at aktiveringen av komplementsystemet i blod fra nyfødte er signifikant lavere enn hos voksne og kan være med å forklare den svekkede evnen nyfødte har til å bekjempe infeksjoner med disse bakteriene. Dette arbeidet resulterte i to artikkler publisert 2011 og 2013. Vi har utviklet molekylærgenetiske verktøy for å studere populasjonsstrukturen til den hvite stafylokokken S. haemolyticus. Vi fant at tradisjonelle verktøy var utilstrekkelige for å beskrive populasjonsstrukturen til kliniske stammer av S. haemolyticus. Dette arbeidet ble publisert i 2012. Videre har vi sekvensert arvematerialet til 134 stammer av S. haemolyticus. Vi har samlet inn et nytt materiale av S. haemolyticus som er fra friske individer, og sekvensert disse. Vi er i ferd med å sammenligne arvematerialet mellom de kliniske stammene og de fra miljøet. Studien planlegges publisert i 2016. Dette materialet har også blitt brukt til å undersøke forekomst av antibiotikaresistens blant hvite stafylokokker i miljøet. Dette arbeidet er ferdigstilt og er innsendt for publisering. I samarbeid med Lytix biopharma har vi testet ut aktiviteten av et syntetisk peptid i behandling av peritonitt i en dyremodell. Vi fant at peptidet ikke greide å fjerne infeksjonen. Dette arbeidet ble publisert i 2013. I denne modellen fant vi lite aktivering av komplementsystemet, men noe aktivering av cytokinproduksjon. Dette studerte vi videre i en fullblodsmodell, som bekreftet cytokinsekresjon som virker å være forskjøvet mot chemokiner. Dette indikerer en attraktiv immunmodulerende effekt av peptidet som muligens kan videreutvikles. Dette arbeidet er sluttført og sendes inn for publisering iløpet av januar 2016. Vi samarbeider med et senter i Tromsø (MabCent), samt forskere ved Fakultet for biovitenskap, fiskeri og økonomi (UiT). I dette prosjektet har vi optimalisert den bakteriehemmende/drepende aktiviteten til en rekke syntetiserte forbindelser med utgangspunkt stoffer fra havet. Vi jobber videre med å finne ut av mekanismene. Patentsøknader gjør at publikasjoner på dette arbeidet blir først å komme om 1-2 år. PhD studenten som postdocen har veiledet i dette prosjektet skriver nå sammen sin avhandling og blir å disputere i 2016. Fra et utvalg av bakterieprøver fra Fit Futures studien (Tromsø) har vi samlet både S. aureus (gul stafylokokk) og S. epidermidis (hvit stafylokokk). Vi bekreftet at de to bakteriene påvirker hverandre i laboratorieeksperiment, men kunne ikke underbygge at S. epidermidis forhindrer kolonisering av S. aureus i nesen. Denne studien ble publisert i 2015. Post docen fullførte sin stilling 1. mai 2015. I løpet av postdocen bidrog hun til veiledning av PhD og masterstudenter, deltok aktivit i forskermiljøet ved institutt for klinisk medisin og institutt for medisinsk biologi UiT. Arbeidet med deler av prosjektet fortsetter i Pediatrisk infeksjons gruppe. Vi håper at vår forskning kan bidra til å utvikle nye muligheter for å forebygge og behandle stafylokokk infeksjoner. De prosjektene jeg har jobbet med og deltatt i er på grunnforskningsnivå, men har bidratt til økt forståelse for infeksjoner med hvite stafylokokker og hvordan den humane verten reagerer på disse. Våre publiserte forskningsresultater kan brukes til å drive jakten på nye mål for behandling ved slike infeksjoner.
2014
Stafylokokk bakterien gir alvorlige infeksjoner. Hva er det som skjer i vårt møte med disse bakteriene som gjør at de går fra å være ufarlige hudbakterier til å lage farlig sykdom? Vi vil finne ut mer om dette og nye måter å bekjempe slike infeksjoner. Kanskje kan vi bruke naturens virkestoffer?Stafylokokker er bakterier de fleste mennesker har på kroppen uten at det gir sykdom, men i noen tilfeller forårsaker de alvorlige infeksjoner. Det finnes forenklet to typer; gule og hvite stafylokokker. De gule stafylokokkene kan forårsake alvorlige infeksjoner i hud, bindevev og skjelettet. Hvis vi bærer slike gule stafylokokker i nese og svelg er vi mer utsatt for alvorlige infeksjoner. De hvite stafylokokkene er vanligvis ikke så ”sinte”. Imidlertid kan de hvite stafylokokkene feste seg på overflaten til fremmedlegemer (hofteproteser, kunstige hjerteklaffer etc.) som settes inn i kroppen til alvorlig syke pasienter. Etter at de har festet seg på slike overflater kan bakteriene danne et slimlag (biofilm) som gir beskyttelse mot pasientens immunforsvar og i tillegg gjør i bakteriene lite følsomme for vanlige antibiotika. Dette prosjektet er en del av et større forskningsprosjekt der vi undersøker hvorfor stafylokokkene gir sykdom, hvordan pasienten (verten) reagerer på ulike typer stafylokokker og om vi kan bruke nye behandlingsmetoder for å behandle eller forebygge slike infeksjoner. Vi fokuserer på en spesifikk art av stafylokokker; Staphylococcus haemolyticus, som modell-organisme for arter i denne gruppen. Ved hjelp av forskjellige tilnærmingsmetoder undersøker forskjellige aspekter av denne bakteriens sykdomsfremkallende evne. I 2014 ansatte vi 1 nye PhD student på prosjektet. Våren 2014 var postdocen på opphold ved Universitetet i Utrecht (UMC), Nederland, for å jobbe med en del av dette prosjektet, med reisestipend fra HelseNord. Der ble det etablert nye metoder for funksjonelle studier på S. haemolyticus, rettet mot å oppdage og karakterisere de egenskapene bakterien har som gjør at den forårsaker infeksjoner. I samarbeid med Sanger instituttet i England har vi sekvensert arvematerialet (full genom sekvensering) til 134 stammer av S. haemolyticus. Resultatene våre viser at arvematerialet er svært variert mellom stammer og at antibiotika-bruk har stor påvirkningskraft på hvilke av stammene som etablerer seg i sykehusmiljø. De stammene vi finner i sykehusmiljøet er svært ofte resistente mot flere typer antibiotika. Vi har nå samlet inn et nytt materiale av S. haemolyticus som er fra friske individer, og sekvensert disse. Vi er i ferd med å sammenligne arvematerialet mellom gruppene. Gener som er viktige for sykehus-tilpasning kan gi nye mål for antimikrobiell behandling. Studien planlegges publisert i 2015. Vi samarbeider med et senter i Tromsø (MabCent), samt forskere ved Fakultet for biovitenskap, fiskeri og økonomi (UiT), som undersøker om syntetiserte forbindelser med utgangspunkt i naturlige stoffer fra havet kan brukes til behandling av sykdommer. Vi er spesielt interessert i å finne substanser som kan hemme bakterien. Vi har testet ut effekten av en rekke substanser og er i prosessen med å optimalisere aktiviteten til disse. Vi jobber videre med å finne ut av mekanismene. Slike substanser kan i fremtiden brukes til å svekke bakteriens evne til å lage en infeksjon. I Tromsø gjøres det en stor undersøkelse av helse til ungdom (Fit futures studien). I denne undersøkelsen ble det samlet inn bakterieprøver fra nesen og halsen til alle deltagerne. Fra et utvalg av disse prøvene har vi samlet både S. aureus (gul stafylokokk) og S. epidermidis (hvit stafylokokk). Vi ønsket å undersøke om de som er bærere av en bestemt type ”snille” hvite stafylokokker kan bidra til å hemme bærerskap av S. aureus. Vi bekreftet at de to bakteriene påvirker hverandre i laboratorieeksperiment, men kunne ikke underbygge at S. epidermidis forhindrer kolonisering av S. aureus i nesen. Denne studien ble publisert på nett i 2014. Vår forskning foregår i nært samarbeid med en rekke andre forskningsmiljøer i Norge, Danmark, Nederland og England. Vi håper at vår forskning kan bidra til å utvikle nye muligheter for å forebygge og behandle stafylokokk infeksjoner. I 2014 har postdocen vært hovedveileder for 1 PhD student og en masterstudent samt biveileder for en PhD student og en medisin forskerlinjestudent.
2013
Stafylokokk bakterien gir alvorlige infeksjoner. Hva er det som skjer i vårt møte med disse bakteriene som gjør at de går fra å være ufarlige hudbakterier til å lage farlig sykdom? Vi vil finne ut mer om dette og nye måter å bekjempe slike infeksjoner. Kanskje kan vi bruke naturens virkestoffer?Stafylokokker er bakterier de fleste mennesker har på kroppen uten at det gir sykdom, men i noen tilfeller forårsaker de alvorlige infeksjoner. Det finnes forenklet to typer; gule og hvite stafylokokker. De gule stafylokokkene kan forårsake alvorlige infeksjoner i hud, bindevev og skjelettet. Hvis vi bærer slike gule stafylokokker i nese og svelg er vi mer utsatt for alvorlige infeksjoner. De hvite stafylokokkene er vanligvis ikke så ”sinte”. Imidlertid kan de hvite stafylokokkene feste seg på overflaten til fremmedlegemer (hofteproteser, kunstige hjerteklaffer etc.) som settes inn i kroppen til alvorlig syke pasienter. Etter at de har festet seg på slike overflater kan bakteriene danne et slimlag (biofilm) som gir beskyttelse mot pasientens immunforsvar og i tillegg gjør i bakteriene lite følsomme for vanlige antibiotika. Pasienter med svekket immunforsvar er spesielt utsatt for denne typen infeksjoner som er svært vanskelig å behandle. Dette prosjektet er en del av et større forskningsprosjekt der vi undersøker hvorfor stafylokokkene gir sykdom, hvordan pasienten (verten) reagerer på ulike typer stafylokokker og om vi kan bruke nye behandlingsmetoder for å behandle eller forebygge slike infeksjoner. I løpet av 2014 har vi videreutviklet dette prosjektet. Vi planlegger nå å gjøre en sammenfattende undersøkelse av en spesifikk art av stafylokokker; Staphylococcus haemolyticus. Vi ønsker å studere denne som en modell-organisme for arter i denne gruppen. Ved hjelp av forskjellige tilnærmingsmetoder skal vi undersøke forskjellige aspekter av denne bakteriens sykdomsfremkallende evne. Deler av 2013 gikk med til å planlegge denne delen av prosjektet, skrive søknader og samle inn et nytt materiale av bakteriestammer fra miljøer utenfor sykehuset. Søknadene har resultert i at vi nå skal tilsette 2 nye PhD studenter på prosjektet. Våren 2014 drar postdocen på opphold ved Universitetet i Utrecht (UMC), Nederland, for å jobbe med en del av dette prosjektet, med reisestipend fra HelseNord. Vi samarbeider med et senter i Tromsø (MabCent), samt forskere ved Fakultet for biovitenskap, fiskeri og økonomi (UiT), som undersøker om syntetiserte forbindelser med utgangspunkt i naturlige stoffer fra havet kan brukes til behandling av sykdommer. Vi er spesielt interessert i å finne substanser som kan hemme bakteriens evne til å danne biofilm. Vi har testet ut effekten av en rekke substanser mot biofilm, og er i prosessen med å optimalisere aktiviteten til disse.Vi jobber videre med å finne ut av mekanismen for denne effekten. Slike substanser kan i fremtiden brukes til å svekke bakteriens evne til å lage en infeksjon. I Tromsø gjøres det også en stor undersøkelse av helse til ungdom. I denne undersøkelsen har vi samlet inn bakterieprøver fra nesen og halsen til alle deltagerne. Vi ønsket å undersøke om de som er bærere av en bestemt type ”snille” hvite stafylokokker kan bidra til å hemme bærerskap av mer ”sinte” gule stafylokokker. Analysene er avsluttet og manuskriptet i ferd med å sendes inn (februar-mars 2014) Vår forskning foregår i nært samarbeid med en rekke andre forskningsmiljøer i Norge, Danmark, Nederland og Tyskland. Vi håper på sikt at vår forskning kan bidra til å utvikle nye muligheter for å forebygge og behandle stafylokokk infeksjoner. I 2013 har postdocen vært biveileder for en PhD student, en medisin forskerlinjestudent. Hun var også hovedveileder for en besøkende medisinstudent fra København som tok sin femte års oppgave ved UiT.
2012
Stafylokokk bakterien gir alvorlige infeksjoner. Hva er det som skjer i vårt møte med disse bakteriene som gjør at de går fra å være ufarlige hudbakterier til å lage farlig sykdom? Vi vil finne ut mer om dette og nye måter å bekjempe slike infeksjoner. Kanskje kan vi bruke naturens egne stoffer? Vi undersøker om det finnes effektive bakteriehemmende stoffer i planter og små dyr som bor i det kalde havet utenfor Nord-Norge. Vi undersøker også om ”snille” stafylokokker hemmer ”sinte” slektninger.Stafylokokker er bakterier de fleste mennesker har på kroppen uten at det gir sykdom, men i noen tilfeller forårsaker de alvorlige infeksjoner. Det finnes forenklet to typer; gule og hvite stafylokokker. De gule stafylokokkene kan forårsake alvorlige infeksjoner i hud, bindevev og skjelettet. Hvis vi bærer slike gule stafylokokker i nese og svelg er vi mer utsatt for alvorlige infeksjoner. De hvite stafylokokkene er vanligvis ikke så ”sinte”. Imidlertid kan de hvite stafylokokkene feste seg på overflaten til fremmedlegemer (hofteproteser, kunstige hjerteklaffer etc.) som settes inn i kroppen til alvorlig syke pasienter. Etter at de har festet seg på slike overflater kan bakteriene danne et slimlag (biofilm) som gir beskyttelse mot pasientens immunforsvar og i tillegg gjør i bakteriene lite følsomme for vanlige antibiotika. Pasienter med svekket immunforsvar er spesielt utsatt for denne typen infeksjoner som er svært vanskelig å behandle. Dette prosjektet er en del av et større forskningsprosjekt der vi undersøker hvorfor stafylokokkene gir sykdom, hvordan pasienten (verten) reagerer på ulike typer stafylokokker og om vi kan bruke nye behandlingsmetoder for å behandle eller forebygge slike infeksjoner. Vi samarbeider med et senter i Tromsø (MabCent) som undersøker om substanser fra arter i havet kan brukes til behandling av sykdommer. Dette kalles marin bioprospektering. Vi er spesielt interessert i å finne substanser som kan hemme bakteriens evne til å danne biofilm. Vi har testet ut effekten av en rekke marine substanser mot biofilm. Vi har funnet noen som kan hemme biofilmdannelse og noen som har evne til å bryte ned biofilm. Vi jobber videre med å finne ut av mekanismen for denne effekten. Slike substanser kan i fremtiden brukes til å svekke bakteriens evne til å lage en infeksjon. I Tromsø gjøres det også en stor ungdomshelseundersøkelse (Fit Futures). I denne undersøkelsen har vi samlet inn bakterieprøver fra nesen og halsen til alle deltagerne. Vi vil se på om de som er bærere av en bestemt type ”snille” hvite stafylokokker kan bidra til å hemme bærerskap av mer ”sinte” gule stafylokokker. I dag er det moderne å utnytte seg av at mange snille bakterier kan beskytte mot sykdom. Vi spiser blant annet yoghurt med snille melkesyrebakterier. Kanskje kan man benytte visse typer ”snille” hvite stafylokokker på tilsvarende måte ved at de hemmer vekst og bærerskap av gule stafylokokker? Eller kan man isolere den faktoren som forårsaker effekten og bruke denne i behandling av både bærerskap og infeksjoner? Vi er i ferd med å avslutte analysene av dette materialet, og planlegger å publisere det i løpet av 2013. Vår forskning foregår i nært samarbeid med en rekke andre forskningsmiljøer i Norge, Danmark og Tyskland. Vi håper på sikt at vår forskning kan bidra til å utvikle nye muligheter for å forebygge og behandle stafylokokk infeksjoner. Post doc kandidaten på dette prosjektet har i 2012 vært i svangerskapspermisjon (desember 2011-september 2012)
2011
Stafylokokk bakterien gir alvorlige infeksjoner. Vi vil finne nye måter å bekjempe slike infeksjoner. Kanskje kan vi bruke naturens egne stoffer? Vi undersøker om det finnes effektive bakteriehemmende stoffer i planter og små dyr som bor i det kalde havet utenfor Nord-Norge. Vi undersøker også om ”snille” stafylokokker hemmer ”sinte” slektninger.Stafylokokker er bakterier de fleste mennesker har på kroppen uten at det gir sykdom, men i noen tilfeller forårsaker de alvorlige infeksjoner. Det finnes forenklet to typer; gule og hvite stafylokokker. De gule stafylokokkene kan forårsake alvorlige infeksjoner i hud, bindevev og skjelettet. Mange av oss er bærere av gule stafylokokker i nese og svelg. Det kan øke risikoen for alvorlige infeksjoner. De hvite stafylokokkene er vanligvis ikke så ”sinte” som sine mer aggressive gule slektninger. Imidlertid kan de hvite stafylokokkene feste seg på overflaten til fremmedlegemer (hofteproteser, kunstige hjerteklaffer etc.) som settes inn i kroppen til alvorlig syke pasienter. Etter at de har festet seg på slike overflater kan bakteriene danne et slimlag (biofilm) som gir beskyttelse mot pasientens immunforsvar og i tillegg gjør i bakteriene lite følsomme for vanlige antibiotika. Pasienter med svekket immunforsvar er spesielt utsatt for denne typen infeksjoner som er svært vanskelig å behandle. Dette prosjektet er en del av et større forskningsprosjekt der vi undersøker hvorfor stafylokokkene gir sykdom, hvordan pasienten (verten) reagerer på ulike typer stafylokokker og om vi kan bruke nye behandlingsmetoder for å behandle eller forebygge slike infeksjoner. Vi samarbeider med et senter i Tromsø (MabCent) som undersøker om substanser fra arter i havet kan brukes til behandling av sykdommer. Dette kalles marin bioprospektering. Vi er spesielt interessert i å finne substanser som kan hemme bakteriens evne til å danne biofilm. Slike substanser kan i fremtiden brukes til å svekke bakteriens evne til å lage en infeksjon. I Tromsø gjøres det også en stor undersøkelse av helse til ungdom som går på videregående skole. I denne undersøkelsen samles det inn bakterieprøver fra nesen til alle deltagerne. Vi vil se på om de som er bærere i nesen av en bestemt type ”snille” hvite stafylokokker kan bidra til å hemme bærerskap av mer ”sinte” gule stafylokokker. I dag er det moderne å utnytte seg av at mange snille bakterier kan beskytte mot sykdom. Vi spiser blant annet Yoghurt med snille melkesyre bakterier. Kanskje kan man benytte visse typer ”snille” hvite stafylokokker på tilsvarende måte ved at de hemmer vekst og bærerskap av gule stafylokokker, og dermed gir mindre risiko for alvorlige infeksjoner? Vår forskning foregår i nært samarbeid med en rekke andre forskningsmiljøer i Norge, Danmark og Tyskland. Vi håper på sikt at vår forskning kan bidra til å utvikle nye muligheter for å forebygge og behandle stafylokokk infeksjoner.
Vitenskapelige artikler
Cavanagh Jorunn Pauline, Granslo Hildegunn Norbakken, Fredheim Elizabeth Aarag, Christophersen Lars, Jensen Peter Østrup, Thomsen Kim, Van Gennip Maria, Klingenberg Claus, Flaegstad Trond, Moser Claus

Efficacy of a synthetic antimicrobial peptidomimetic versus vancomycin in a Staphylococcus epidermidis device-related murine peritonitis model.

J Antimicrob Chemother 2013 Sep;68(9):2106-10. Epub 2013 mai 3

PMID: 23645587

Granslo Hildegunn N, Klingenberg Claus, Fredheim Elizabeth A, Acharya Ganesh, Mollnes Tom Eirik, Flægstad Trond

Staphylococcus epidermidis biofilms induce lower complement activation in neonates as compared with adults.

Pediatr Res 2013 Mar;73(3):294-300. Epub 2012 des 11

PMID: 23232670

Cavanagh Jorunn Pauline, Klingenberg Claus, Hanssen Anne-Merethe, Fredheim Elizabeth Aarag, Francois Patrice, Schrenzel Jacques, Flægstad Trond, Sollid Johanna Ericson

Core genome conservation of Staphylococcus haemolyticus limits sequence based population structure analysis.

J Microbiol Methods 2012 Jun;89(3):159-66. Epub 2012 mar 30

PMID: 22484086

Fredheim Elizabeth G Aarag, Granslo Hildegunn Norbakken, Flægstad Trond, Figenschau Yngve, Rohde Holger, Sadovskaya Irina, Mollnes Tom Eirik, Klingenberg Claus

Staphylococcus epidermidis polysaccharide intercellular adhesin activates complement.

FEMS Immunol Med Microbiol 2011 Nov;63(2):269-80.

PMID: 22077230

Fredheim, elizabeth, Flaegstad, Trond, Askarian, Fatemeh, Klingenberg, Claus

Colonisation and interaction between S. epidermidis and S. aureus in the nose and throat of healthy adolescents

European Journal of Clinical Microbiology and Infectious diseases, Jan 2015

Fredheim EGA

Staphylococcus epidermidis polysaccharide intercellular adhesin activates complement.

Scandinavian Society for Antimicrobial Chemotherapy (SSAC), Reykavik, August 2011 (oral presentation as invited young scientist)

Doktorgrader
Hildegunn Granslo

Staphylococcus epidermidis - virulence factors and innate immune response

Disputert:
januar 2012
Hovedveileder:
Trond Flægstad
Deltagere
  • Mona Johansen Prosjektdeltaker
  • Johanna U Ericson Sollid Prosjektdeltaker
  • Runa Wolden Prosjektdeltaker
  • Jorunn Pauline Cavanagh Prosjektdeltaker
  • Jon Widding Fjalstad Prosjektdeltaker
  • Trond Flægstad Forskningsgruppeleder
  • Elizabeth G Aarag Fredheim Postdoktorstipendiat
  • Tom Eirik Mollnes Prosjektdeltaker
  • Maria Pain Doktorgradsstipendiat
  • Claus Klingenberg Prosjektleder

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til eRapport, Helse Nord

Personvern  -  Informasjonskapsler