Kannibaler bland bakterier väcker hopp om nya mediciner

Pneumokocker är ett släkte bakterier som orsakar infektioner som lunginflammation, blodförgiftning och hjärnhinneinflammation. Pneumokockerna blir allt mer resistenta mot antibiotika och därför finns det ett stort behov att utveckla nya behandlingsformer.

Pneumokocker kan mörda sina artfränder

En del pneumokocker blir kannibaler under själva infektionsförloppet. De mördar sina artfränder med enzymer som löser upp deras cellmembraner. Mördarbakterierna utsöndrar också speciella proteiner som skyddar dem själva mot de farliga enzymerna.

Under infektionsförloppet använder bakterier speciella ämnen som attackerar värdorganismens celler och vävnader. När mördarbakterierna löser upp sina artfränders cellväggar så frigörs stora mängder av sådana ämnen på kort tid. Det här är antagligen en av förklaringarna till mördandet – en del bakterier offras för att öka infektionskraften.

Mördarbakterierna suger i sig dna

Mördarbakterierna tar upp en del näringsämnen från sina offer, men framförallt suger de i sig dna. Det finns forskning som indikerar att det här ett fiffigt trick som hjälper bakterierna att anpassa sig till den nya miljön, det vill säga till värdorganismen som de infekterar. Mördarbakterierna införlivar dna-fragment från offren i sina egna arvsmassor. Det ökar den genetiska variationen som vanligtvis är låg hos bakterier eftersom de har könlös förökning.

Bakterien Bacillus subtilus är vanlig i vår miljö och ganska ofarlig för oss. Vid näringsbrist kan bakterien bilda en slags vilosporer som hjälper den att överleva svåra tider. Men sporbildningen är i sig en resurskrävande process. Kannibalism leder till att de överlevande bakterierna får mer mat så att sporbildningen kan skjutas upp eller helt undvikas. 

Kan äta sin egen klon

Kannibalism är ganska ovanligt i naturen och hos bakterierna får fenomenet en extra tvist eftersom de förökar sig asexuellt. Det medför att bakterier inte bara äter artfränder, de kan råka äta sina egna kopior, kloner. Men eftersom alla kloner är genetiskt lika kan man betrakta dem som delar av en enda stor superorganism. Ur det perspektivet framstår kannibalismen som ganska logisk; genom att offra några kloner kan superorganismen överleva.

Vapen mot antibiotikaresistens

I en ny sammanställande studie publicerad i Antibiotics lyfter ett ryskt forskarteam fram kannibalismen som ett framtida vapen mot antibiotikaresistenta bakterier. Ett exempel är att man har identifierat ett feromon som triggar kannibalism hos pneumokocker. Man har också identifierat giftet som Bacillus subtilus använder för att döda sina artfränder. Nästa steg blir att undersöka hur pass artspecifika den här sortens ämnen är, menar de ryska forskarna. Förhoppningsvis fungerar de mot många olika sorters bakterier. 

Sir Alexander Fleming var en bakteriolog född i Skottland. Här syns han i sitt laboratorium. Fleming belönades med Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1945.
Bild: Mary Evans Picture Library

Så blir bakterier resistenta

Antibiotika kallas läkemedel som dödar bakterier. Mest känt är penicillin, som upptäcktes av Alexander Fleming år 1928. Utöver att bota sjukdomar har antibiotika möjliggjort en stor del av dagens sjukvård. Att få en ny höftled eller att behandlas med cellgifter vid cancer är bara möjligt när det finns fungerande antibiotika som kan förhindra allvarliga infektioner.

En vanlig missuppfattning är att antibiotikaresistens betyder att en person blir resistent mot antibiotika, men resistens är en egenskap hos bakterien.

1. Antibiotika slår mot processer i bakterier som inte finns i mänskliga celler. En sådan process är bakteriens cellvägg, som den behöver kunna tillverka mer av när den ska dela sig. Det är denna uppbyggnad som penicillin hindrar. Men eftersom olika bakterier har olika egenskaper, behövs olika slags antibiotika.
2. En bakterie förökar sig genom att dela sig i två. När den då kopierar sin arvsmassa för att bilda två kopior kan det ske fel, så kallade mutationer. Oftast är dessa skadliga för bakterien, men ibland kan de bidra till resistens. Om en bakterie via en mutation lyckas överleva ett antibiotikum kan den dela sig vidare och bilda en stam som är oemottaglig för det läkemedlet.
3. De bakterier som vi normalt har i vår tarm och på huden, den så kallade normalfloran, uppgår sammantaget till ungefär ett kilo. Även dessa påverkas vid en antibiotikakur och kan då utveckla resistens, som de sedan kan överföra till bakterier som orsakar sjukdom.
4. Resistens kan antingen finnas på bakteriens kromosom eller på ringformade dna-strängar, så kallade plasmider. Dessa kan bakterier lätt dela med sig av till varandra – även mellan olika arter. När resistensgener finns på plasmider kan bakterier mycket snabbt få resistens mot flera olika slags antibiotika.
5. I sämsta fall blir de sjukdomsbildande bakterierna multiresistenta, alltså oemottagliga för flera eller – i värsta fall – alla slags antibiotika.