Nytt sätt att angripa resistenta bakterier i sikte

Urinvägsinfektion botas med antibiotika, men resistenta bakteriestammar blir allt vanligare. Nu har Jenny Berglund vid SLU kartlagt de hårliknande utskott som bakterierna använder för att häfta fast vid urinblåsans celler. Kunskaperna om det protein som sitter i spetsen på utskotten öppnar vägen för nya typer av botemedel. Förhoppningsvis går det att ta fram ämnen som blockerar bakteriernas vidhäftning, eller att ta fram vacciner. Urinvägsinfektioner är vanliga hos främst kvinnor. Infektionerna kan behandlas med antibiotika, men antibiotikaresistenta bakteriestammar samt återkommande infektioner är ett växande problem. Som alla levande organismer kan bakterier interagera med sin omgivning. Det kan handla om att förflytta sig för att uppsöka områden med god näringstillgång, eller om att hålla sig fast vid olika material eller i andra celler. När bakterien Escherichia coli invaderar urinblåsans celler är det första steget att fästa till cellernas yta. Detta görs med hjälp av hårliknande utskott, fimbrier, som sträcker sig ut från bakteriens yta. Längst ut på fimbrien sitter ett protein som är format för att häfta fast vid speciella sockerstrukturer på urinblåsans cellytor. Denna bindning är oerhört viktig för infektionen, men man har hittills vetat mycket lite om hur den fungerar i detalj. Nu visar Jenny Berglund i sin avhandling en detaljerad, tredimensionell modell av den del av proteinet som interagerar med våra celler. Hon har också undersökt hur starkt olika sockerstrukturer binds till proteinet. Dessa studier kan göra det möjligt att ta fram nya substanser som blockerar bindning och därmed infektion. Jenny Berglund och hennes kollegor visar också att detta bindningsprotein kan användas vid försök att ta fram ett vaccin mot urinvägsinfektion. Vid djurförsök har möss bildat antikroppar som binder specifikt till detta fimbrieprotein. Detta har också blockerat bindning till cellerna i mössens urinblåsa och hindrat infektion. Jenny Berglund har också undersökt hur själva fimbrierna sätts ihop och växer ut från bakteriers yta*. I detta arbete har hon använt den ökända pestbakterien, Yersinia pestis, som modellorganism. För att förhindra att byggbitar kopplas ihop på fel plats, och för att guida dem till rätt byggplats så att de kan sammanfogas till en fungerande enhet använder sig bakterier ofta av särskilda skyddsproteiner som kallas chaperoner (av det engelska ordet för förkläde **). De har till uppgift att identifiera målproteiner, utvärdera deras tillstånd, och antingen reparera eller förstöra skadade proteiner. Inte oväntat är cellers överlevnad starkt kopplad till chaperonernas effektivitet och ett antal allvarliga sjukdomar förknippas med skador eller brister i chaperoneaktivitet. I avhandlingen presenteras en modell av hur ett chaperoneprotein binder till ett fimbrieprotein i bakterien Yersinia pestis. Denna modell ger förståelse för hur chaperoner kan hjälpa till att forma proteiner, och samtidigt styra uppbyggnaden av en fimbrie. En annan modell av två ihoplänkade kapselproteiner ger för första gången direkta bevis för hur proteinerna i en fimbrie sitter ihop, och vad som är drivkraften för fimbriens uppbyggnad. Även detta protein tycks kunna fungera som vaccin, och studier på det området har redan kommit ganska långt. * Fimbrier är uppbyggda av många små enheter, var och en ett enskilt protein. Det är viktigt att enheterna sitter hårt fast i varandra, men också att fimbrie-delarna inte kopplas ihop för tidigt, dvs. redan inne i bakteriecellen där de tillverkas. De måste transporteras till bakteriecellens yta, och först där sättas ihop till den långa tråd som skall tvinnas ihop till en fimbrie. ** Liksom forna tiders mänskliga förkläden förhindrar de ofördelaktiga förbindelser. Civ ing Jenny Berglund, vid institutionen för molekylärbiologi, SLU, försvarar fredagen den 16 april kl. 13.00 sin doktorsavhandling Structure-function studies of organelle assembly and receptor recognition in organelles assembled via the chaperone/usher pathway. Disputationen äger rum i sal B42, Uppsala Biomedicinska centrum (BMC). Fakultetsopponent är assistant professor Katrina Forest från University of Wisconsin, Madison, USA. Mer information: Jenny Berglund, 018-471 49 87 E-post: jb@xray.bmc.uu.se