Forskere kan nu rangordne resistensgener. Det bidrager til at forudsige spredningen af antibiotikaresistens.
Bakterier har en unik evne til at dele deres gener med hinanden, hvilket er en af hovedårsagerne til det voksende tilfælde af infektioner med multiresistente bakterier. Generne, som gør bakterier resistente over for antibiotika kan man finde stort set alle steder i naturen, men kun få af generne ender i bakterier, som gør os syge.
Et nyt studie fra the Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability på DTU, bragt i tidsskriftet Nature Communications, har undersøgt de molekylære parametre, som definerer hvor nemt forskellige resistensgener spreder sig imellem bakterier. Forskerne har systematisk testet 200 forskellige resistensgener i laboratoriet, for at kunne tegne en slags ”overlevelsesprofil” for hvert gen.
“Vi har studeret et stort antal resistensgener i laboratoriet for at forstå, hvorfor nogle gener har nemmere ved at sprede sig end andre. Vi håber, at vores resultater kan bruges af medicinalvirksomheder eller læger, når de skal vurdere risikoen for, at der opstår resistens over for nye eller eksisterende antibiotika, siger postdoc på the Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability Andreas Porse.”
"Vi håber, at vores resultater kan bruges af medicinalvirksomheder eller læger, når de skal vurdere risikoen for, at der opstår resistens"
Andreas Porse, postdoc
Arsenal af antibiotikaresistens
Ved at analysere det hidtil største datasæt af resistensgener kan forskerne anslå, at især to ting er afgørende at forstå, hvis man skal forklare, hvorfor gener fungerer godt eller dårligt, når de overføres fra en bakterie til en anden. Måden generne interagerer med eksisterende strukturer i cellen, og hvor forskellige cellerne, som generne overføres imellem, er.
”Det svarer til, at man flytter dele imellem forskellige bilmærker eller prøver at bygge videre på en bil med reservedele fra en traktor. Der er større sandsynlighed for, at bilen kommer til at virke, hvis det bare er knoppen på gearstangen man skifter, end hvis man prøver at erstatte en vigtig del som indgår i motorens komplicerede mekanik, forklarer Andreas Porse.”
Generne kan altså opfattes som reservedele, som bakterierne udbygger deres arsenal af antibiotikaresistens med. Desto mere forskellige organismerne, som deler gener er, jo lavere er sandsynligheden for, at de spreder sig.
Denne viden er ikke kun er væsentlig for forskere, men kan også være væsentlig i udviklingen af nye antibiotika, understreger Andreas Porse.
”Det gør det muligt at undgå antibiotika, som vil være mest udsat for de gener, der nemt kan sprede sig til de mest udbredte patogene bakterier. Resultaterne indikerer, at gener mod penicillin-lignende antibiotika er nemmere for bakterierne at håndtere end de gener, som giver resistens over for tetracyklin eller colistin, siger han.”
Bæredygtige cellefabrikker
Det er dog ikke kun medicinalindustrien og læger, som kan få glæde af den nye forskning. En større forståelse af, hvordan gener finder sig til rette i nye værtsbakterier kan have stor betydning for bioteknologien. Cellefabrikker, som bruges til at producere kemikalier mere effektivt og bæredygtigt, benytter ofte gener fra forskellige organismer, der skal udtrykkes i en bestemt produktionsorganisme. Her kan den nye viden hjælpe ingeniørerne med at indrette cellefabrikken med de mest optimale gener.
”Når man designer nye cellefabrikker, bruger man ofte mange forskellige gener fra organismer, som er fjernt beslægtede med dem vi ønsker at udtrykke generne i. Dette er nødvendigt for at opnå nye funktioner i de organismer vi er vant til at arbejde med, men kan også føre til nedsat funktion af generne eller en øget byrde for værtscellen. Jeg håber vores data kan hjælpe ingeniører til en mere rationel udvælgelse af gener, når de skal designe mere effektive produktionsorganismer, siger Andreas Porse."