Tolerante bakterier får antibiotika til at fejle

Når læger behandler infektioner med antibiotika, bruger de naturligt forekommende stoffer, som bakterierne højst sandsynligt kender til i forvejen, omend i meget små doser.

Det betyder, at bakterierne allerede fra naturens side er i besiddelse af værktøjer til at håndtere antibiotikaet. Værktøjerne bruger bakterierne til hurtigt at gøre sig selv tolerante over for antibiotika-behandlinger i korte tidsrum eller i værste tilfælde gøre sig selv permanent resistente.

Det giver problemer med fejlslagne behandlinger og genstridige bakterier, der er svære at slå ihjel.

Forskere fra Københavns Universitet og Danmarks Tekniske Universitet arbejder derfor netop nu på et forskningsprojekt, der skal blotlægge, hvordan lave koncentrationer af antibiotika kan få bakterier til at blive resistente, tolerante eller sågar mere sygdomsfremkaldende. Projektet er støttet af Det Frie Forskningsråd.

»Måske har vores syn på antibiotika været for snævert i mange år. Vi har en forestilling om, at svampe og andre mikroorganismer har udviklet antibiotika for at slå bakterier ihjel. Det er formentlig ikke rigtigt. I de lave koncentrationer, som findes i naturen, har bakterierne kun få problemer med at overleve antibiotikaet,« fortæller forskningslederen, professor Hanne Ingmer fra Institut for Veterinær Sygdomsbiologi ved Københavns Universitet til Videnskab.dk.

»Samtidig er de mekanismer, som bakterier bruger til at modstå lave koncentrationer af antibiotika i naturen, formentlig årsagen til mange af de behandlingsproblemer, vi ser i dag.«

Antibiotika kan gøre folk mere syge

I forskningsarbejdet har gruppen af forskere lavet flere forsøg, der viser, hvordan bakterier tilpasser og ændrer sig, når de udsættes for antibiotika i små mængder.

Blandt andet viser forsøgene, at bakterier, der har været udsat for små mængder antibiotika, ændrer på produktionen af de proteiner, der gør folk syge.

Nogle gange falder produktionen, hvilket umiddelbart er godt for patienten. Men produktionen kan også stige, hvilket potentielt kan øge risikoen for, at patienten bliver mere syg som en uhensigtsmæssig sideeffekt af antibiotikabehandlingen.

»Vores forsøg på stafylokokker viser, at produktionen af sygdomsfremkaldende proteiner ændrer sig, når bakterien udsættes for selv meget små mængder antibiotika.

Antibiotikamængderne er sågar så små, at de end ikke har indflydelse på bakteriernes vækst. Har man en fejlslagen behandling af en infektion, får man altså påvirket den måde, bakterien opfører sig på og gør folk syge,« siger Hanne Ingmer.

Bakterier bliver tolerante uden at blive resistente

Små antibiotikakoncentrationer kan også gøre bakterierne tolerante og sværere at behandle. I et andet af forskningsgruppens studier har forskerne vist, at bakterier kan modstå store mængder antibiotika, hvis de blot har fået en lille forsmag først.

Det vil sige, at hvis bakterier udsættes for en meget lav antibiotikakoncentration, bliver de tolerante og sværere at slå ihjel med selv meget store mængder af samme antibiotika. Årsagen skal formentlig findes i en iboende overlevelsesmekanisme i bakterier, hvor de er i stand til at forberede sig på store mængder antibiotika, så snart de har fået færden af den.

Det er første gang, forskere viser, at bakterier kan udvikle modstandsdygtighed over for antibiotika uden at blive decideret resistente.

»Vi formoder, at tolerancen sker ved fysiologiske ændringer i cellemembranen, der gør, at antibiotika ikke bliver optaget i bakterien. Det er en midlertidig foranstaltning, som bakterien bruger til at beskytte sig selv med.«

»Opdagelsen har selvfølgelig en stor relevans for den måde, vi bør behandle infektioner på i dag. Hvis patienten ikke har taget de rette mængder antibiotika, eller hvis optaget af antibiotika er faldet igennem i behandlingen, kan vores resultat være med til at forklare, hvorfor man ofte må skifte til et nyt antibiotika for at slå en genstridig infektion ned,« forklarer Hanne Ingmer.

Kombination af antibiotika kan være skidt

At skifte til et nyt antibiotika er dog heller ikke helt problemfrit, viser en helt tredje del af forskningsgruppens resultater.

Bakterierne har nemlig også udviklet værktøjer til at håndtere flere forskellige typer antibiotika samtidig.

Det betyder, at kombinationen af forskellige typer antibiotika kan få et uheldigt udfald for patienten.

»Kombinationen af antibiotika kan påvirke effekten på bakterien af det enkelte antibiotika. Ret beset kan bakterierne blive både mere følsomme og mere tolerante. Der er en tendens til, at man forsøger at behandle patienter med mere end ét antibiotika, men vores forsøg viser, at det kan komme til at betyde, at bakterien bliver mere tolerant over for den samlede behandling. Det kan også betyde, at sygdommen kommer endnu mere til udtryk, fordi bakterien kan ende med at producere flere af de stoffer, der gør folk syge,« siger Hanne Ingmer.

Bedre forståelse af behandling

Resultaterne af forskningsprojektet skal bruges til at give forskere en bedre forståelse af de mekanismer, som bakterier har udviklet til at håndtere naturligt forekommende koncentrationer af antibiotika.

Men resultaterne har også medicinske konsekvenser, forklarer Hanne Ingmer.

Hvis læger i fremtiden skal kunne give den bedst mulige behandling af infektionssygdomme, er det vigtigt, at effekterne af de enkelte antibiotika på de forskellige bakterier undersøges nærmere.

Hvad gør dem tolerante? Hvilke kombinationsbehandlinger fungerer godt, og hvilke gør ikke? Hvad får bakterier til at producere flere sygdomsfremkaldende proteiner? Det er den slags spørgsmål, der skal besvares, fortæller Hanne Ingmer.

»På sigt er målet, at forskningen skal gøre os i stand til at forklare, hvorfor behandling virker i nogle tilfælde, mens den ikke gør i andre. Det gør vi først og fremmest ved at få en bedre forståelse af den basale fysiologi, som bakterierne har udviklet over millioner af år,« slutter hun.