Kan orale bakterier brukes i kampen mot lungesykdom?

Noen ganger i livet er forskjellene små, men kan være av stor betydning. Stian Engen har gjennom sin forskning avdekket en vennligsinnet bakterie som kan være en mulig kandidat i vaksinering mot den sykdomsfremkallende bakterien Streptococcus pneumoniae.

Kjeder av den orale bakterien Streptococcus mitis, som har festet seg til humane celler fra munnhulen. Foto: IOB/UiO

Livsfarlig bakterie

Streptococcus pneumoniae er en bakterie som kan kolonisere nesesvelgrommet. Om den får mulighet, kan S. pneumoniae forårsake ganske alvorlige infeksjoner som lungebetennelse, infeksjon i blodet og hjernehinnebetennelse. Hvert år forårsaker bakterien millioner av dødsfall verden over.

En viktig faktor for det høye sykdomsfremkallende potensialet til S. pneumoniae er at den bærer en beskyttende polysakkaridkapsel. På bakgrunn av sammensetningen av kapselen deles S. pneumoniae inn i mer enn 90 ulike varianter, kalt serotyper.

 

Utfordringer med vaksine

Vaksinasjonsprogrammer mot S. pneumoniae er basert på vaksinasjon mot denne beskyttende kapselen. Problemet med denne vaksineringen er at den ikke dekker alle de 90 variantene av S. pneumoniae. Nå er det slik at vaksinering mot én variant av bakterien kan gi rom for oppblomstring av en annen variant som vi ikke er vaksinert mot. Av den grunn er det stort behov for en bedre vaksine som beskytter mot alle 90 varianter av S. pneumoniae. Gjennom sin forskning har Stian Engen og medarbeidere avdekket en vennligsinnet bakterie som kan være en mulig kandidat i vaksinering mot S. pneumoniae.

 

Streptococcus mitis, en vennlig bakterie

Kommensale bakterier er vennligsinnede bakterier som utgjør normalfloraen i kroppen og er helt sentrale for et godt, friskt liv. Streptococcus mitis er en kommensal bakterie og et viktig medlem av normalfloraen i munnhulen, nesesvelgrommet og tonsillene (mandlene) til de fleste individer gjennom hele livet. Derfor kan det virke overraskende at S. mitis er genetisk veldig lik S. pneumoniae ved at de deler flere av genene som kan fremkalle sykdom, men allikevel har veldig ulikt sykdomsfremkallende potensial. S. mitis er sjelden forbundet med alvorlige infeksjoner. I motsetning til S. pneumoniae har S. mitis dårlig evne til å vokse i blod, men hos pasienter med nedsatt immunforsvar kan bakterien infisere blodet (bakteriemi) og forårsake betennelse av den indre delen av hjertet (endokarditt).

Det ble nylig vist av Fernanda Petersen og medarbeidere ved Institutt for oral biologi at S. mitis, i likhet med S. pneumoniae, også kan uttrykke kapsel. For S. pneumoniae er kapsel den fremste sykdomsfremkallende faktoren, men for S. mitis er kapsel sannsynligvis ikke knyttet så sterkt opp mot det sykdomsfremkallende potensialet.

Postdoktor Stian André Engen med forskerkollegaer. Fra venstre: Håkon Valen, Fernanda Petersen, Inger Johanne Blix, Stian André Engen, Karl Schenck. Foto: UiO

 

Avdekket nye forsvarsmekanismer

For at vi skal kunne beskytte oss mot de bakterielle trusler vi er utsatt for, har kroppen et finjustert immunforsvar som sørger for at sykdomsfremkallende bakterier effektiv blir eliminert. En celle som er veldig viktig i denne finjusteringen er T-hjelpeceller (Th-celler), en type hvite blodceller. Studier på menneske og mus har vist at visse undergrupper av Th-celler er avgjørende i forsvaret mot S. pneumoniae. Det gjelder undergruppene Th1 og Th17 som henholdsvis skiller ut signalmolekylene interferon-gamma (IFN-γ) og interleukin 17A (IL-17A), som vekker immunforsvaret ved bakterielle trusler.

På grunn av den høye genetiske likheten mellom S. mitis og S. pneumoniae, har Stian Engen, i samarbeid med forskere ved IOB og Institute for Research in Biomedicine i Bellinzona, Sveits, undersøkt om det også er likhet mellom typer Th-celler som reagerer på S. mitis og S. pneumoniae. Engen oppdaget at S. mitis, i likhet med S. pneumoniae, ble gjenkjent av Th1 og Th17 celler. Enda mer overraskende var oppdagelsen at de samme Th1 og Th17 celler som reagerte på S. mitis, også reagerte på S. pneumoniae.  Det er mulig at de kryssreagerende Th cellene Th1 og Th17, oppdaget av Engen,  spiller  en rolle for eliminasjon av S. pneumoniae. Spørsmålet er dermed om vaksinering med S. mitis kan  gi en bredere beskyttelse mot infeksjoner av S. pneumoniae. Dette gjenstår å se. Postdoktor Stian André Engen med forskerkollegaer vil studere dette videre.

 

Referanser:

Rukke HV, Kalluru RS, Repnik U, Gerlini A, José RJ, Periselneris J, Marshall H, Griffiths G, Oggioni MR, Brown JS, Petersen FC. Protective role of the capsule and impact of serotype 4 switching on Streptococcus mitis. Infect Immun. 2014 Sep;82(9):3790-801.

Engen SA, Valen Rukke H, Becattini S, Jarrossay D, Blix IJ, Petersen FC, Sallusto F, Schenck K. The oral commensal Streptococcus mitis shows a mixed memory Th cell signature that is similar to and cross-reactive with Streptococcus pneumoniae. PLoS One. 2014 Aug 13;9(8):e104306.
 

Av Stian Andre Engen, Karl Schenck, Åslaug Brynildsen
Publisert 10. feb. 2015 13:13 - Sist endret 12. feb. 2015 14:11