illustration av organismer med det som ser ut som stort huvud och flera ben som går på en yta

22 november 2022

Bakterien dödar sig själv när den angrips – kan ge ny behandling

VirusAntibiotikaresistensCellerInfektionerLäkemedel

Artikel från Lunds universitet

Ett virus attackerar en bakterie. Och hur försvarar sig bakterien? Jo, genom att ta kål på sig själv, för att rädda andra bakterier. Nu hoppas forskare kunna utnyttja denna försvarsmekanism i kampen mot infektioner – kanske går det att lura farliga bakterier och förmå dem att förinta sig själva.

Det handlar i detta fall om bakterier som angrips av bakteriofager, ”bakterieätare” på grekiska. En bakteriofag är en typ av virus som attackerar bakterier.

Så här går det till: En bakteriofag, ofta förkortad “fag”, tar sig in i en bakterie genom att fästa på dess yta och injicera sitt dna i den. Bakterien programmeras då om till att massproducera kopior av bakteriofagen. Slutligen sprängs och dör bakterien – och de nya bakteriofagkopiorna kan sprida sig och infektera ännu fler bakterier.

Eftersom bakteriofager på detta sätt effektivt sätt kan döda bakterier har de potential att användas medicinskt, till exempel för att bekämpa antibiotikaresistenta bakterier. Detta har dock ännu inte gjorts i större skala.

Bakterier hittar nya strategier

Ett krux är att bakterier har utvecklat olika strategier för att försvara sig mot bakteriofager. En strategi, har forskare upptäckt, är att bakterien utlöser ett slags självmordsförsvar när den upptäcker att den är angripen.

Det är ett särskilt protein i bakterien som står för detta. Proteinet har två delar. Den ena funkar som toxin och den andra funkar som ett antitoxin. Antitoxinet är det som upprätthåller ”normalläget” i bakterien och håller toxinet i schack.

Tar död på sig själv

– Men när bakterien känner av det okända främmande fagproteinet aktiveras toxinet vilket gör att bakterien stänger ner och helt altruistiskt begår självmord för att inte riskera att andra bakterier drabbas, säger Vasili Hauryliuk, lektor vid Lunds universitet.

Att förstå de här mekanismerna behövs för att kunna ge sjuka människor behandlingar med hjälp av bakteriofager. Och fynden är spännande av flera anledningar, säger Tatsuaki Kurata, postdoc vid Lunds universitet.

– Det är inte bara att vi upptäckt en specifik molekylär mekanism som gör att bakterien känner igen viruset och begränsar virusinfektionen, utan det finns en möjlighet att det vi upptäckt är en generell modell som kan appliceras på andra typer av antifagförsvar, säger Tatsuaki Kurata, postdoc vid Lunds universitet.

Hopp om att “lura” bakterier

Man skulle också, enligt forskarna, kunna använda den nyupptäckta mekanismen till att sätta igång självmordssystem artificiellt. Då skulle man kunna lura farliga bakterier att stänga ner sig själva fastän inget angrepp har skett.

– Med hjälp av artificiell intelligens skulle man kunna skräddarsy proteiner som kan utlösa självmordssystemet på samma sätt som fagproteiner. Forskningsfältet med bakteriofager är verkligen oerhört intressant, säger Gemma Atkinson, lektor vid Lunds universitet.