… du doktorerar inom infektionsmedicin och har publicerat en studie som handlar om hur generna ändras hos en bakterie när den infekterar lungorna. Berätta!
Vi har studerat hur bakterier, i detta fall Haemophilus influenzae, använder sina gener när de infekterar den mänskliga lungan, alltså hur genuttrycket förändras under pågående infektion. Haemophilus influenzae kan orsaka lunginflammation och även leda till försämring vid KOL-sjukdom. Vi har undersökt denna bakteries totala genuttryck, både i provmaterial från lungorna från patienter med nedre luftvägsinfektion på akuten och intensivvårdsavdelningar, samt från samma bakterie-stammar odlade i laboratoriet. Ökad kunskap om bakteriers genuttryck i den mänskliga kroppen kan hjälpa oss att förstå sjukdomsutvecklingen hos olika individer, vilket i sin tur kan leda till förbättrad diagnostik och nya behandlingsmöjligheter av bakteriella infektioner.
Vilka är de viktigaste resultaten?
Vi såg stora skillnader i hur bakterierna använder eller uttrycker sina gener beroende på var de befinner sig. Bakterierna i luftvägsproverna varierade mer i hur de använder sina gener, medan de som var odlade på laboratoriet uttryckte många av sina gener på ett mer likartat vis. Detta är i sig inte förvånande, med tanke på att labb-odlade bakterieceller har befunnit sig i en princip identisk miljö, med samma temperatur, atmosfär, och tillgång till näring. De som befinner sig i en mänsklig lunga har i stället utsatts för större variationer, till exempel för olika människors immunförsvar och i vissa fall även för olika antibiotikabehandling.
Däremot skiljde sig de båda grupperna åt när det gällde ämnesomsättning samt hur de tog upp och använde viktiga spårämnen som till exempel järn. Bakterierna från luftvägarna hade vad man kan kalla sparlåga i många delar av sin energiomsättning jämfört med de som odlats i laboratoriet. Det beror troligen på att bakterier i människokroppen har sämre tillgång till näring, än de som odlats i buljong. Däremot såg vi att gener som tillägnar sig järn bundet av mänskliga proteiner var mer aktiva hos bakterierna i luftvägsproven, något som även gällde gener inblandade i bakteriens försvar mot skadliga ämnen.
Hur kan den här kunskapen bidra till människors förbättrade hälsa?
Vår studie är den första som undersöker genuttrycket hos Haemophilus influenzae direkt i mänskliga luftvägsprover. Många av de tidigare studierna på hur bakteriearten fungerar har utförts i en laboratoriemiljö med bland annat djurförsök. Det är inte säkert att dessa modeller avspeglar hur bakterierna faktiskt beter sig under pågående infektion hos människa.
Genom att analysera bakterier på detta sätt hoppas vi kunna hitta gener som verkar vara viktiga för deras överlevnad och även för hur bakterierna infekterar människan. Gener av intresse skulle i senare studier kunna utvärderas som mål för nyutvecklade antibiotika, med målet att leda till nya behandlingsmöjligheter av bland annat lunginflammation, en sjukdom som orsakar stort lidande och många dödsfall varje år. Tekniskt sett är dock denna studie-modell svår och komplicerad, och mer kunskap behövs, vilket gör vår och liknande studier välbehövda.
Studien är genomförd med medel från Vetenskapsrådet, Svenska Sällskapet för medicinskforskning, Gyllenstiernska Krapperupsstiftelsen, Kungliga Fysiografiska sällskapet, ALF-medel, Region Skånes Forsknings- och utvecklingsfond.
Kortfakta om studien: infektionsmedicin/mikrobiologi // bakteriers gener // klinisk forskning // peer-reviewad publikation // kvantitativ studie // in vitro // ex vivo //
Vetenskaplig publikation
In vivo gene expression profile of Haemophilus influenzae during human pneumonia
DOI: https://doi.org/10.1128/spectrum.01639-23
Text och foto: Tove Smeds