Virus lösningen när antibiotika inte biter
Spridningen av multiresistenta bakterier ökar och orsakar stora problem i vården. Men räddningen kan finnas närmre än vi tror. Anders Nilsson leder Sveriges enda fagterapiprojekt och letar efter antibiotikans ersättare i avloppsvattnet.
Nya behandlingsalternativ står därför högt på önskelistan. Ett sätt är att modifiera redan befintlig antibiotika så att resistenta bakterier åter blir känsliga för läkemedlet, men risken är att resistens också uppstår mot dessa antibiotikavarianter. Ett annat sätt kan vara bakteriedödande virus – bakteriofager.
På Stockholms universitet finns Sveriges enda fagterapigrupp, ledd av lektor Anders Nilsson. Tillsammans med sina forskarkollegor arbetar han med att rena fram, amplifiera och sekvensera bakteriofager mot multiresistenta bakterier av typ Klebsiella pneumoniae, E. coli och Salmonella.
Bakteriofager, eller fager som de också kallas, finns i stor variation i naturen där bakterier finns och är ofarliga för människan. Under evolutionen har fager och bakterier utvecklats sida vid sida och fagerna känner helt enkelt inte igen humana celler. På bakteriernas yta finns däremot receptorer som proteiner på fagen känner igen, och det finns alltid fagkloner som kan döda en specifik bakterieklon. Det gör fagen genom att infektera bakterien med sitt DNA och föröka sig i bakterien tills den sprängs, lyseras. Det finns olika typer av fager, men det är dessa lytiska som Anders Nilsson och hans kollegor är intresserade av.
För att hitta fagerna samlar forskarna in avloppsvatten från reningsverk och tvättvatten från sjukhus. I labbet spinns vattnet ner för att bli av med de flesta av bakterierna, och fagerna blir kvar i lösningen. Det kan röra sig om flera miljarder fager av olika sorter och med olika specificitet per milliliter,
– Av alla dessa gäller det att hitta den specifika fag man är intresserad av. I en sådan lösning kan det handla om en enda, säger Anders Nilsson.
För att göra det sätts faglösningen ihop med den bakterieklon man vill hitta en fag mot. Blandningen får stå över natten och om experimentet varit lyckat och den specifika fagen fanns i lösningen har den förökat sig och dödat alla bakterierna till morgonen därpå.
Sekvensera genom
I dagsläget har Anders Nilsson och hans forskarkollegor identifierat och renat fram cirka 70 fagkloner mot multiresistent Klebsiella pneumoniae, E. coli och Salmonella. Nu sekvenseras de insamlade fagernas genom för att bland annat säkerställa att de inte innehåller några toxingener. Därefter ska forskargruppen börja kombinera ihop tre - fyra fager mot olika resistenta bakteriekloner för att få ett så effektivt fagvapen som möjligt.
- Dessa kan sedan sprejas på ett infekterat sår, inhaleras eller sväljas efter att ha förpackats så att de klarar passagen genom magen.
Men, liksom med antibiotika , kan bakterier bli resistenta även mot fager. Plötsligt kan bakterien plocka upp nytt DNA genom så kallad horisontell överföring, vilket till exempel gör att bakteriens hölje ändras och den tidigare verksamma fagen inte känner igen den. Men eftersom variationen av fager är så stor finns det alltid en annan fag som kan ta död på bakterien. Fagernas specificitet för olika bakterier har även andra fördelar.
– Till skillnad från antibiotika, som slår brett mot många olika bakterier, dödar bara en viss fagklon en specifik bakterieklon och lämnar den övriga bakteriefloran orörd.
Om cirka ett år hoppas forskarna kunna göra en fas 1-studie för att snart därefter inleda en fas II-studie med patienter med ytliga sår infekterade med multiresistent Klebsiella.
Målet är att ha en produkt färdig om tre till fem år. Förhoppningen är att kommersialisera tekniken och bilda bolag.
– Svårigheten är att ta patent på detta eftersom fager finns naturligt i vår omgivning. En lösning kan vara att ta patent på en mix av fager som kan användas mot en viss bakterie. Jag tror att ett varumärkes- eller liknande IP-skydd är det enda möjliga om det handlar om en mix som består av naturliga fager.
Fagterapi är egentligen ingenting nytt. I början av förra seklet gick det att få tag på fager i nästan alla apotek i Europa och USA. Men dålig kunskap om fagernas biologi, ovarsam hantering och antibiotikans inträde som bakteriedödare gjorde att intresset minskade. Den ökade spridningen av multiresistenta bakterier och behov av nya behandlingsformer har gjort fagterapi aktuell igen.
– Vi ser ett ökat intresse runt om i världen. Under de senaste åren har det startats mängder av liknande projekt, säger Anders Nilsson.
Förutom att fager skulle kunna vara en del av löningen på problemet med multiresistenta bakterier ser Anders Nilsson även en stor bioteknisk potential inom området. I dagsläget ligger fokus på att rena fram själva fagerna, men i förlängningen kan man tänka sig att göra förbättringar för att öka fagernas effektivitet genom att utveckla nya proteiner.
– Det kan till exempel handla om att förändra i de fibrer som känner igen bakteriernas receptorer så att en och samma fag känner igen fler bakteriekloner eller att modifiera de proteiner som dödar bakterien, som exempelvis lysiner, säger Anders Nilsson.