Nye funn: Slik dreper tuberkulosebakteriene

Forskere har klart å filme hvordan tuberkulosebakterien oppfører seg inne i kroppen vår.

DØDSPROSESS: Ved hjelp av et svært avansert mikroskop klarte forskere å filme i detalj hvordan dødsprosessen er inne i en celle.

NTNU

Tuberkulose har plaga menneskeheten i flere tusen år, og vi kjemper fremdeles en brutal kamp mot den livstruende infeksjonen.

Forskerne har lenge lurt på hvordan bakterien oppfører seg inne i menneskekroppen, og hvordan den klarer å lure immunforsvaret.

Til tross for fremskritt i behandlinga dør mellom 1 og 2 millioner mennesker av tuberkulose hvert år. Det antas at rundt en fjerdedel av jordas befolkning er bærer av sykdommen.

Bakterien kan ligge i dvale i mange år, faktisk hele livet, men med en risiko for at sykdommen blusser opp dersom kroppen blir svekka.

Tuberkulosebakterien er vanskelig å knekke, og økende antibiotikaresistens har gjort den enda vanskeligere å bli kvitt.

Nå har forskere ved NTNU, CEMIR, og EMBL Heidelberg klart å filme tuberkulosebakterien og dens smarte triks.

– Dette er et skritt i riktig retning for å finne bedre behandlingsmetoder, sier Kai Sandvold Beckwith.

Han og Marianne S. Beckwith er førsteforfattere av studien, som er publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications. De jobbet tidligere ved CEMIR, og er nå postdoktorer ved EMBL Heidelberg.

Filma dødsprosessen

Forskerne filma flere 24-timers sekvenser av tuberkulosebakterien. Ved å tilsette fargestoff klarte de å se hva som skjer.

– Med avansert mikroskop er det mulig å se alle prosessene som foregår inne i ei enkeltcelle. Vi får også et overblikk over hva som skjer i mange hundre celler, sier professor Trude Helen Flo. Hun jobber ved NTNU og CEMIR, og er en av forskerne bak studien.

I immunsystemet vårt lever celler som heter makrofager. De er immunforsvarets voktere, renovatører og vaktmestere.

Makrofagens hovedoppgave i immunforsvaret er å spise og ødelegge mikroorganismer, altså inntrengere som virus og bakterier. I tillegg varsler de resten av immunforsvaret når fiendene kommer.

Når et menneske blir smitta av tuberkulosebakterien har den en utrolig smart måte å overleve på.

Makrofagene strømmer til for å spise opp fienden når bakterien kommer inn i kroppen. Da har tuberkulosebakterien som strategi å la seg bli spist.

Vanligvis vil makrofagene skylle bakteriene med syre og giftstoffer, slik at de er sikre på at de dør. Men av en eller annen grunn klarer tuberkulosebakterien å stoppe denne prosessen. Og dermed blir de liggende inne i makrofagene. Godt gjemt fra alle andre immunceller.

– Slik unngår de å bli drept. Tuberkulosebakterien bor rett og slett på verdens beste gjemmested, sier Flo.

MAKROFAG: Denne illustrasjonen viser hvordan en makrofag jobber.

Slik oppfører de seg

Tuberkulosebakterien kan ligge i dvale inne i makrofagene i årevis, og der inne gjør den ingen skade. Det er først når den bryter ut og begynner å spre seg at du og jeg blir syk.

Forskerne ved NTNU er de første som har klart å vise akkurat hvordan dette skjer inne i cellen, og i hvilken rekkefølge.

Når tuberkulosebakterien plutselig bestemmer seg for å ikke ligge i ro lenger begynner den å reprodusere seg inne i makrofagen.

Når de har blitt mange, stikker bakteriene hull på membranene, hinnen som ligger rundt rommene de bor inni. Og etterhvert bryter de også ut av selve makrofagen. Dette får nærmest hele immunforsvaret til å gå amok, og makrofagen dør til slutt.

Deretter er det fritt fram for tuberkulosebakterien å spre seg til andre celler og gå løs på friskt vev, ifølge studien.

Denne smartingen opererer altså i to modus: En der den deler seg mens den er gjemt inni makrofagen, og en der den bryter ut og infiserer friskt vev.

I denne filmen ser vi mer i detalj hvordan tuberkulosebakteriene kan drepe en makrofag. Tuberkulosebakterier (farget blå) klarer først å bryte ut av rommet hvor de gjemmer seg i makrofagen.

DRAP: Tuberkulosebakterier er farget blå, og når makrofagen ødelegges blir den farget lilla. Idet bakterien bryter gjennom membranen og dør blir den farget grønn.

NTNU

Optimisme

Når vi blir syke av tuberkulose er det hostinga vår som gjør at vi smitter andre. For tuberkulosebakteriene dumper gugge ut i lungene våre. Vi hoster opp en blanding av døde celler og levende bakterier, som spres som små dråper til andre mennesker.

Forskerne håper at denne nye kunnskapen kan føre til ny behandling av tuberkulose.

– Denne innsikten er såpass vesentlig at jeg tror de som jobber med å utvikle medisiner kan få bruk for disse opplysningene, sier Beckwith.

Forskerne håper at det kan utvikles en behandling som for eksempel kan kontrollere celledøden og vevsskaden som tuberkulosebakterien forårsaker. Sammen med antibiotika kan det gi mer effektiv behandling.

Tidligere fikk alle barn i Norge BCG-vaksinen som beskyttet oss mot tuberkulose.

– Men vaksinen er mindre effektiv når vi blir voksne. Denne sykdommen har tilpassa seg oss mennesker i årtusener. Nå er vi et skritt nærmere å forstå hvordan vi skal ta knekken på sykdommen, sier Flo.

Trude Helen Flo, professor i cellebiologi ved NTNU

HÅP: Trude Helen Flo tror de nye funnene kan føre til ny og bedre behandling av tuberkulose.

Foto: Katrine Lunke / Apeland