Ny teknik för smartare antibiotikaanvändning

Antibiotikaresistens är ett globalt problem. Svenska forskare utvecklar nu metoder som snabbt kan separera bakterier från blod samt mäta bakteriers känslighet för antibiotika. Målet är att rädda liv, minska antibiotikaanvändning samt förebygga resistens­utveckling.

Den snabba utvecklingen av antibiotikaresistens är ett av världens största hot mot folkhälsan.
Varje år avlider nära en miljon människor av bland annat tarminfektioner, lunginflammation, tuberkulos och blodförgiftning (sepsis) på grund av att bakterier utvecklat resistens mot antibiotika. Om utvecklingen fortsätter riskerar vi att om inom några decennier få fler dödsfall i antibiotikaresistens än i cancer, enligt FN:s samordningsgrupp mot antimikrobiell resistens.
– Det är stora och svåra utmaningar vi står inför. Det finns ingen enkel universallösning, vi behöver breda perspektiv och nya angreppssätt. Det handlar bland annat om snabb diagnostik, nya typer av antibiotika, nya behandlingssätt och bättre användning av existerande och nya antibiotika, säger Dan I. Andersson, professor och föreståndare för Uppsala Antibiotic Center, ett virtuellt, tvärvetenskapligt och multidisciplinärt forskningscentrum.

Nya mätmetoder
Effektiv och rationell antibiotikaanvändning är en nödvändig förutsättning för modern sjukvård, exempelvis vid transplantationer, kirurgi, cancerbehandling samt brännskade- och neonatalvård.
– Tyvärr har bakterierna, under de cirka 80 år vi använt antibiotika, blivit alltmer motståndskraftiga. Vi har fått en farlig utveckling med omfattande resistensproblematik som innebär en ökad dödlighet i svåra infektionssjukdomar och en stor kostnad för samhället, säger Dan I. Andersson.
I ett pågående forskningsprojekt, som finansieras av Stiftelsen för strategisk forskning och kopplas till FN:s Agenda 2030-mål, arbetar nu forskare med att utveckla nya diagnostiska metoder. Syftet är att snabbare och med hög träffsäkerhet kunna identifiera och klassificera olika bakteriers känslighet mot antibiotika.
– De mycket känsliga mätmetoder vi utvecklat för att förstå hur bakterier fungerar på molekylnivå, använder vi nu för att ta reda på hur vi på bästa sätt kan ta död på dem, säger Johan Elf, professor vid Institutionen för cell- och molekylärbiologi vid Uppsala universitet.
Med hjälp av tekniker som fluorescensmikroskopi och mikrofluidik kan bakterierna artbestämmas och deras antibiotikakänslighet mätas. Tillväxten av enskilda celler mäts, dels i närvaro, dels i frånvaro av antibiotika.
– Om bakterierna slutar växa när de utsätts för antibiotika är de känsliga, och om de fortsätter att växa är de resistenta. Vi har utvecklat en snabbdiagnostik som gör det möjligt att få svar på vilka sorters bakterier som finns i provet och vilka av dem som är resistenta på ungefär en timme, säger Johan Elf.

AI och bildanalys
Med hjälp av AI, avancerad bildanalys samt in situ DNA-sekvenseringsmetoder hoppas forskargruppen att de ska lyckas utveckla en generell metod som på ett enkelt sätt kan att bestämma resistensprofil samt vilken bakterieart som orsakat infektionen.
Varje år insjuknar 40000 svenskar i blodförgiftning, cirka 6000 av dem avlider. Tiden till antibiotikabehandling är livsavgörande.
– När det gäller blodinfektioner räknas varje minut till behandling. Här är behovet av snabbdiagnostik helt avgörande. Den tekniska utmaningen är att snabbt isolera bakterier från blodet, artbestämma dem och göra en resistensbestämning. De metoderna utvecklar vi.
I slutänden hoppas forskargruppen att metoden kan automatiseras och användas av exempelvis hälso- och sjukvården, läkemedelsbolag som utvecklar nya antibiotika och forskargrupper som vill driva kliniska prövningar.
– Vårt långsiktiga mål är förstås att våra metoder ska minska dödligheten i sepsis. Vi hoppas också kunna bidra till en generellt minskad användning av antibiotika vid infektioner, minska resistensutveckling och att skapa bättre förutsättningar för forskande läkemedelsbolag att kunna testa nya antibiotikakandidater på mer effektiva sätt. Visionen är ytterst förstås att våra metoder ska minska lidande och rädda liv, säger Johan Elf.