Resistente bakterier tar stadig flere liv. For seks ?r siden slo en britisk ekspertgruppe fast at ti millioner mennesker ville d? av resistente bakterier frem til 2050 dersom verden ikke klarte ? samle seg om en global kamp mot disse bakteriene. Mange kritiserte ekspertene og mente de svartmalte fremtiden. Den gangen d?de 700 000 mennesker i l?pet av et ?r. D?dstallene endret seg raskt til det verre. If?lge de nyeste tallene fra Lancet d?de 1,3 millioner av resistente bakterier i 2019. Sannsynligheten er til stede for at antallet vil ?ke enda mer.
Problemet blir stadig st?rre, s?rlig i land der det ikke er strenge restriksjoner p? bruken av antibiotika. Jo mer slepphendt bruk, desto lettere sprer de resistente bakteriene seg. For eksempel har nitti prosent av barna som havner p? sykehus i Kambodsja, multiresistente bakterier i tarmen.
De fleste d?dsfallene skjer i den tredje verden. Men heller ikke Europa er beskyttet mot de farlige bakteriene. Her er sykehusbakteriene den store trusselen.
Foruten flere sykehusbakterier har Verdens helseorganisasjon (WHO) en liste over resistente E.coli-bakterier som det er n?dvendig ? finne nye medisiner imot. Disse bakteriene har den uheldige evnen at de kan danne enzymer som spalter nesten all antibiotika.
Hvis bakteriene havner i blodbanen og immun - forsvaret ikke klarer ? sl? dem tilbake, kan det f?re til blodforgiftning. Tilstanden kan bli livstruende p? noen f? timer.
Vil forebygge infeksjoner
I stedet for ? gi antibiotika den dagen ulykken er ute, er tanken til professor Jukka Corander ? forebygge infeksjoner.
– Det er mye bedre ? beskytte seg p? forh?nd enn ? vente til det oppst?r en infeksjon. N?r vi skj?nner i detalj hvordan en bakteriepopulasjon fungerer i samspill med immunforsvaret, er det mulig ? utvikle nye 澳门葡京手机版app下载 for ? hindre disse infeksjonene, forteller Jukka Corander, som er en av verdens fremste forskere p? ? avsl?re bakterienes genetiske liv.
Han er tilknyttet Oslo Centre for Biostatistics and Epidemiology (OCBE) som er en del av Institutt for medisinske basalfag, og Big Insight, et senter for forskningsdrevet innovasjon ved UiO. De utvikler nye, sofistikerte og statistiske metoder for ? analysere enormt store datamengder. Corander har i 15 ?r utviklet stadig ny statistikk for ? beskrive evolusjonen til bakterier og hvordan og hvorfor bakteriegenomer har endret seg over tid.
N? har Jukka Corander vist hvordan det er mulig ? utvikle nye 澳门葡京手机版app下载 mot resistente bakterier.
Avansert bakteriegenom
Det er krevende ? sl?ss mot bakterier. Genomvariasjonen i bakterier er mye st?rre enn hos oss mennesker. Mens 99,9 prosent av genomet til hvert eksemplar av oss mennesker er likt over hele verden, er variasjonen langt st?rre mellom bakterier. Her kan det innen en art v?re variasjon i s? mye som halvparten av genomet.
– Det kan derfor v?re store genetiske forskjeller mellom de ulike typene av E.coli-bakteriene som f?rer til infeksjon i blodbanen. Vi forsker p? hvordan de genetiske mekanismene p?virker variasjonene i bakteriepopulasjonene, hvorfor noen bakterier sprer seg lettere mellom mennesker og hvorfor de klarer ? overleve i ulike milj?er, forteller forskeren.
– Etter at vi har f?tt muligheten til ? sekvensere hele genomet av enkelte bakterier, har vi f?tt et mye mer nyansert bilde. Det er visse bakterier som er flinkere enn andre til ? ta opp resistensgenet. Sp?rsm?let vi har stilt oss, er hvorfor visse typer bakterier kan bli multiresistente og andre ikke.
Bakterier utveksler gener
For ? finne ut av dette bruker Jukka Corander den aller nyeste teknologien. Da er det ikke nok ? kartlegge genene i bakteriene. Han m? ogs? kartlegge plasmidene. Plasmider er sm? ringformete DNA-strenger som bare finnes i bakterier. Plasmidene er sv?rt nyttige for bakteriene. Bakteriene bruker plasmider til ? overf?re arvestoff seg imellom. Det gj?r det mulig for dem ? l?re hverandre opp til ? bli motstandsdyktige mot antibiotika. Tenk deg om vi mennesker hadde hatt den samme egenskapen! Se for deg at du har et gen som beskytter deg mot en farlig sykdom. N?r du m?ter noen du er glad i, hadde du – hvis du hadde v?rt en bakterie – kunnet gitt denne beskyttelsen videre.
Jukka Corander pr?ver n? ? kartlegge alle gener og plasmider i E.coli-bakteriene som blir samlet inn fra norske sykehus av Norsk overv?kingssystem for antibiotikaresistens hos mikrober (NORM). Takket v?re helt ny teknologi er det mye lettere ? analysere dette i dag enn for bare noen f? ?r siden.
Som du kanskje kjenner til, best?r en DNAstreng av en rekke basepar, satt sammen av byggeklossene adenin, tymin, guanin og cytosin, med forkortelsene A, T, G og C. Rekkef?lgen p? disse byggesteinene er oppskriften p? alle levende organismer, og da snakker vi selvsagt ogs? om b?de mennesker og bakterier.
Mens vi mennesker har 3,3 milliarder basepar i DNA-et v?rt, har bakteriene et sted mellom én og ti millioner basepar. Lengden p? plasmidene varierer mellom noen tusen til en halv million basepar.
Supermoderne teknologi
Og n? kommer noe som er sv?rt viktig: Ingen teknologier klarer ? lese hele DNA-strengen p? én gang, bare sm? deler om gangen. Det betyr at laborantene m? skj?re DNA-strengen i sm? biter. For 15 ?r siden m?tte bitene skj?res s? sm? at de bare ble 25 basepar lange. Med dagens teknologi holder det ? kutte dem opp i en lengde p? opptil 150 basepar.
Det ? legge sammen alle bitene i rett rekkef?lge er et enormt puslespill.
Corander bruker n? en ultramoderne metode utviklet av Oxford Nanopore Technologies. Den gj?r det mulig ? koble sammen biter som er fra noen tusen og til flere hundre tusen basepar lange.
– Tidligere var det vanskelig ? skille mellom gener og plasmider. N? kan vi omsider f? et komplett bilde av variasjonen mellom to bakterier.
Trikset er sv?rt tunge beregninger p? datamaskinen. Matematisk sett er beregningene nesten de samme som f?r, men med den nye avlesningsmetoden blir resultatene langt mer presise.
Beregner bakterieevolusjonen
N?r alle bitene er lagt sammen, starter det omstendelige arbeidet med ? analysere genomet.
Corander rekonstruerer evolusjonshistorien for ? beregne hva som har skjedd n?r en bakterie sprer seg.
– DNA-strengen er et arkiv over hva som har skjedd flere ?r tilbake. Vi kan beregne hva som har skjedd, vite hvor bakteriene stammer fra og hvordan bakteriene er blitt som de er i dag.
澳门葡京手机版app下载steamet som Jukka Corander leder, har laget helt nye beregningsmetoder der de med
intens bruk av datakraft pr?ver ? finne ut hva som driver frem de ulike egenskapene i bakteriene.
Det finnes kloner av bakterier som har spredt seg globalt.
– Vi ?nsker ? forst? de genetiske ?rsakene til hvorfor disse klonene er s? fremgangsrike.
Dette har noen ganger v?rt sv?rt regnekrevende. For ? speede opp beregningene har Jukka Corander, takket v?re maskinl?ring, optimert algoritmer som er 10 000 ganger raskere enn tidligere. Likevel krever beregningene fortsatt store dataressurser.
N?r han har full oversikt over mekanismene og vet hvordan de farlige bakteriene har utviklet seg, kan han forutsi hvordan bakterien sprer seg, og hvordan bakteriepopulasjonen blir i fremtiden. Tanken hans er ? bruke denne kunnskapen til ? lage 澳门葡京手机版app下载 som kan beskytte oss bedre mot visse bakterier.
Hvis en vaksine skal kunne fungere over flere ?r, m? den delen av bakteriene som man bruker for ? trene opp immunforsvaret, ikke endre seg for raskt.
– Vaksinen vil fungere godt om den er langtidsbeskyttende mot en slik bakterie.
Det er ogs? n?dvendig ? tenke p? en annen ting:
– Det er ingen vits i ? lage gode 澳门葡京手机版app下载 mot én type bakterie, hvis det kommer en ny bakterie som er like god til ? for?rsake sykdommen. Det er dyrt og tidkrevende ? utvikle 澳门葡京手机版app下载. Hvis vaksinen bare fungerer i ett ?r, er det nesten garantert at vaksinen ikke blir noen suksess.
N?r forskerteamet hans har skj?nt mekanismene for hva som gj?r en bakterie fremgangsrik, og n?r de har sett p? hvilke deler av bakterien som ikke endrer seg for mye, er det mulig ? lage en vaksine som trener opp immunforsvaret til ? angripe bakteriene p? rett sted.
Sjeldne bakterier kan overta
Corander har ogs? brukt en matematisk modell til ? se p? hva som skjer n?r befolkningen 澳门葡京手机版app下载es mot pneumokokker. Pneumokokker er en farlig bakterie som blant annet kan f?re til hjernehinnebetennelse, lungefeber, ?reinfeksjon og blodforgiftning.
Hvis vaksinen beskytter mot sju varianter av en pneumokokkbakterie, skulle man tro at variant nummer ?tte p? listen ville ha blitt den vanligste etter at vaksinen var blitt tatt i bruk.
– Det skjedde ikke. Vi fant en mekanisme i pneumokokkbakterien som gir den en fordel hvis varianten er sjelden.
Det finnes alts? en genetisk mekanisme som gj?r at 澳门葡京手机版app下载 kan f?re til at sjeldne varianter blir vanlige.
– Modellen v?r forklarer hvorfor. Vaksinen skaper et tomrom som fylles av andre bakterievarianter. Vi har sterke indikasjoner p? at det samme kan skje i andre bakteriearter, slik som E.coli. For ? unng? at de sjeldne variantene vokser, er vi n?dt til ? lage annerledes 澳门葡京手机版app下载. Vi har n? laget en modell som kan optimere vaksinene.
Corander p?peker ogs? noe annet viktig:
De vanligste pneumokokkbakteriene som kan f?re til alvorlige sykdommer i USA, er ikke n?dvendigvis de samme i andre land.
– For ? f? maksimal effekt m? man optimere vaksinen med genomdata fra befolkningen. I USA er dagens pneumokokkvaksine nesten optimal, fordi USA baserte seg p? amerikanske data da de utviklet vaksinen. Vi viser med modellen v?r at denne vaksinen sannsynligvis ikke virker s? godt i land som Thailand, fordi bakteriepopulasjonen der er annerledes. En vaksine kan presse frem andre farlige og sjeldne varianter.
Designer bedre 澳门葡京手机版app下载
Ved ? kombinere kunnskapen fra bakteriegener, populasjonsmodeller og laboratoriescreening av effektive antigener leter alts? Jukka Corander etter s? lovende 澳门葡京手机版app下载 som mulig. De to st?rste prosjektene akkurat n? er 澳门葡京手机版app下载 mot kj?nnssykdommen gonoré og en bakterie kalt Pheiffers bakterie, som ofte er ?rsaken til luftveisinfeksjoner, ?rebetennelse og hjernehinnebetennelse, s?rlig hos barn.
– ?kende antibiotikaresistens hos begge disse bakterieartene er et globalt problem. Det eksisterer ingen 澳门葡京手机版app下载 mot dem i dag.