Odlade organ avslöjar de aggressiva bakteriernas vapen

Tack vare labbodlade miniatyrtarmar har forskare vid Uppsala universitet lyckats kartlägga hur det går till när elakartade Shigella-bakterier infekterar människans tarmvävnad. Studien visar att det nu är möjligt att använda sig av odlade mänskliga organ för att studera en rad andra allvarliga infektioner.

Att ta reda på hur det går till när människospecifika bakterier gör oss sjuka är svårt eftersom försöksdjur sällan speglar människans fysiologi. I en ny studie, som publicerats i Nature Genetics, visar forskare att det nu går att använda odlade organ för att kartlägga hur bakterier tar sig in i tarmslemhinnan. Specifikt tittade forskarna på Shigella, en bakterie som orsakar allvarlig tarminflammation hos människor och leder till över 200 000 dödsfall varje år, särskilt bland små barn.

– Det är första gången vi har kunnat kartlägga vilka gener Shigella behöver för att orsaka infektion med hjälp av en mänsklig modell som efterliknar tarmvävnad. Studien visar att det nu är möjligt att använda sig av odlade mänskliga organ för att studera en rad allvarliga infektioner där bristen på försöksdjursmodeller hittills begränsat forskningens framsteg, säger forskare Maria Letizia Di Martino som är en av studiens huvudförfattare.

Tarmmodeller framtagna av stamceller

Shigella-bakterier är invasiva, vilket innebär att de attackerar kroppens vävnader genom att använda sig av en rad olika "vapen" för att invadera tarmslemhinnan och manipulera kroppens immunförsvarsfunktioner. I den aktuella studien har forskarna särskilt intresserat sig för vilka gener som styr denna vapenproduktion. För att ta reda på det skapade de så kallade intestinala organoider – små tarmmodeller odlade från mänskliga stamceller som forskarna renat fram från restmaterial vid kirurgiska ingrepp. Därefter använde de en metod som slumpmässigt slår ut bakteriernas gener, för att sedan testa hur detta påverkade deras förmåga att infektera tarmmodellen. På så vis kunde forskarna ta fram den första heltäckande genkartan över de gener Shigella-bakterien använder för att invadera mänsklig tarmvävnad. Metoden som bakterien använder för att attackera vävnad är inte unik, utan återfinns även hos andra farliga bakterier som infekterar bland annat lungor och urinvägar.

– Shigella har omkring 5 000 gener, men vi såg att det bara är ungefär 100 av dem som är nödvändiga för att bakterien ska kunna invadera vävnad och orsaka aggressiv infektion. Den här listan är en guldgruva för oss vill förstå infektionsförlopp och utveckla nya behandlingar för att ”stänga av” bakteriers sjukdomsalstrande beteende, säger professor Mikael Sellin som är en av studiens huvudförfattare.

Studien är ett samarbete mellan Uppsala Universitet, Uppsala Akademiska sjukhus, Helmholtzinstitutet HIRI i Tyskland, Toronto universitet i Kanada och Umeå Universitet.

Kontakt

Maria Letizia Di Martino, forskare vid Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet
E-mail: ml.dimartino@imbim.uu.se
Telefon: 072-209 27 10

Mikael Sellin, professor vid Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi Uppsala universitet och SciLifeLab Uppsala
E-mail: mikael.sellin@imbim.uu.se
Telefon: 073-913 52 53

Artikel

Di Martino ML, Jenniches L, Bhetwal A, Eriksson J, Lopes ACC, Ntokaki A, Pasqua M, Sundbom M, Skogar M, Graf W, Webb DL, Hellström PM, Mateus A, Barquist L, Sellin ME (2025). A scalable gut epithelial organoid model reveals the genome-wide colonization landscape of a human-adapted pathogen. Nature Genetics. DOI: 10.1038/s41588-025-02218-x