Skal din næste recept være på havbakterier og virus?

Af Ghita Nidam Møller

Antibiotika er nutidens mirakelmiddel mod sygdomsfremkaldende bakterier.

Men vi står samtidig over for en presserende sundhedskrise, fordi et stigende og ukontrolleret forbrug af antibiotika til både dyr og mennesker har ført til flere og flere resistente bakterier. Antibiotikaresistens er ifølge Verdenssundhedsorganisationen, WHO, en af de tre største trusler mod vores sundhed på verdensplan.

For at modvirke den alarmerende udvikling må vi derfor vende blikket mod bakterier, der spøjst nok, producerer langt de fleste af de antibiotika, vi bruger. Bakterier findes overalt. I naturen, på huden og inde i kroppen. Nogle er harmløse og andre ligefrem gavnlige for os. Og så er der de sygdomsfremkaldende bakterier.

I dag kan vi slå farlige bakterier ned med antibiotika. Men jo mere antibiotika vi bruger, desto hurtigere lærer bakterierne at beskytte sig. De er både lærenemme og tilpasningsdygtige og udvikler derfor resistens. Og så kan selv en blærebetændelse blive svær at få bugt med.

”Vi er i et evigt våbenkapløb med infektiøse bakterier. Det kommer aldrig til at gå væk. Vi vil derfor kontinuerligt have behov for nye stoffer,” siger Lone Gram, professor i mikrobiologi på DTU.

Her kan havets mikrobiologi måske komme os til undsætning.

Sammen med forskere som Mathias Middelboe, professor i marin mikrobiologi på Københavns Universitet, leder hun efter både nye antibiotika og alternative behandlinger til antibiotika i havets mindste liv. I bakterier og vira gemt i bølgerne.

Derfor leder vi i havet

Siden den britiske mikrobiolog Alexander Fleming i 1928 ved et tilfælde opdagede penicillin, et stof produceret af en skimmelsvamp, har forskere ledt efter antibiotiske stoffer i naturen. Særligt jordbakterier, som streptomyceter, har vist sig at være en fantastisk kilde til antibiotika. Faktisk stammer omkring 60–70 procent af de antibiotika, vi bruger i dag, fra netop de bakterier.

Og det er udfordringen. Vi har ledt de samme steder efter den samme gruppe af bakterier i næsten 100 år. Efter Fleming ved et tilfælde fandt penicillin, var der en periode på tre til fire årtier, hvor et væld af nye stoffer blev fundet, men siden har vi ikke gjort tilsvarende gennembrud. Alt imens bliver vores bakterier modstandsdygtige over for den antibiotika, vi har til rådighed. Det gør, at infektioner bliver sværere at behandle, rutinebehandlinger som kirurgi og kræftbehandling bliver farligere.

“Vi har ledt de samme steder siden Fleming. Måske skal vi lede i nogle andre nicher,” siger Lone Gram og tilføjer:

“Vi er nødt til at finde antibiotiske stoffer, der kemisk set er bygget anderledes end dem, vi har i dag. Ellers kan vi ikke få noget, der kan slå de resistente bakterier ihjel.”

Det er blevet Lone Grams mission. Her kommer havet ind i billedet. Selvom vi sjældent forbinder medicin med havets bakterier og vira, udgør de mikroskopiske organismer nemlig langt størstedelen af livet i havet. Forskning viser, at mikrober udgør over 90 procent af havets samlede biomasse. I blot én milliliter havvand findes der op mod 10 millioner viruspartikler og én million bakterier.

I forskningskredse har tanken derfor længe været, at havets bakterier som lever under helt andre forhold end jordbakterier, må kunne producere nye og anderledes kemiske strukturer. Det gør havet til et oplagt sted at lede efter fremtidens antibiotika og give nutidens en pause.

”Den gode nyhed er, at i det øjeblik, vi tager et antibiotisk stof ud af brug, så vil bakterierne relativt hurtigt genvinde følsomheden over for det. Så når de ikke længere har en fordel ved at være resistente, så mister de resistensen igen,” siger Lone Gram.

Fra verdenshave til apotek

Lone Gram har derfor i næsten to årtier forsket i havbakteriernes rolle. Det gør hun med en unik samling fra den danske forskningsekspedition Galathea 3, der i 2005-2006 sejlede på jordomrejse. 8 måneder og 70.000 kilometer senere vendte ekspeditionsskibet hjem med 32 forskere og prøver til 48 forskningsprojekter. En af dem var Lone Gram.

“Vi har en unik samling af bakterier fra hele verden, som giver os en stor biologisk mangfoldighed,” fortæller Lone Gram.

Prøverne, som stammer fra havområder verden over, bliver opbevaret ved minus 80 grader i små ampuller og kan stadig genoplives og undersøges. Nogle af bakterierne har været aktive i laboratoriet i næsten 20 år. Lone Gram har derfor haft en enestående mulighed for at undersøge forskellige havbakteriers evne til at producere antibiotiske stoffer.

Det er dog ikke kun de eksotiske prøver, der vækker opsigt. I Jyllinge Havn ved Roskilde Fjord har Gram og hendes team fundet en bakterie, som tidligere kun var lokaliseret i Spanien og Det Indiske Ocean. Den lokale variant har vist sig at være lige så potent, og den er langt nemmere at indsamle.

I modsætning til de klassiske jordbakterier, som har været kilde til størstedelen af vores nuværende antibiotika, lever havbakterier under ekstreme forhold: højt tryk, saltvand og lavt næringsindhold. De forhold tvinger bakterierne til at udvikle helt andre kemiske strukturer – og dermed potentielt nye typer antibiotika, siger hun og tilføjer:

”Spørgsmålet er om, vi kan finde nogle bakterier, som er tilpasset til noget andet end jordens bakterier og formodentlig producerer nogle andre kemiske stoffer.”

Det kan man, men det er en langstrakt proces. Til gengæld er potentialet stort for enden af ræset med prøver, forsøg, patenter og godkendelser for ikke kun antibiotika, men også andre sygdomsbekæmpende stoffer. Forskere i Californien har for eksempel for 10-20 år siden fundet en havbakterie, der producerer et stof, som kan kurere eller bekæmpe forskellige former for kræft. Det er nu i klinisk fase 3 og ser lovende ud med udsigt til at ramme markedet i vores eller vores børns livstid.

Men de antibiotiske stoffer er ikke kun våben. De fungerer også som signalmolekyler, der styrer bakteriernes adfærd og kommunikation. Fjerner man evnen til at producere et bestemt stof, ændrer bakterien sin opførsel: Den svømmer anderledes, klistrer mindre til overflader og kan endda frigive viruspartikler, som ligger skjult i dens genom, dens arvemasse.

Vira – ven eller fjende?

Professor i marin mikrobiologi på Københavns Universitet Mathias Middelboe forsvarer de ofte udskammede vira, som vi afskyr for at for at få kroppen til at ømme sig og snottet til at løbe i de kolde måneder. Han ser nemlig et potentiale i samspillet mellem virus og bakterier.

“Bakteriernes naturlige fjende, virus, kan udnyttes som et supplement eller alternativ til antibiotika,” siger Mathias Middelboe og forklarer:

”Bakterier bliver syge af virusinfektioner, ligesom alle andre organismer, og virus har derfor en stor betydning for bakteriernes mortalitet, og i det hele taget for de biologiske processer i det marine økosystem.”

Virus kan faktisk være en nøgleaktør i bekæmpelsen af resistens. Men hvordan?

Virus kan inficere bakterieceller og reproducerer sig selv inde i bakteriecellen. Den overtager cellen og destruerer den indefra. Derefter forlader viruspartiklerne ”gerningsstedet” for at sprede sig og inficere nye celler.

”Det er simpelthen et hijack af bakterien, hvor virus koder bakterien til at lave nye viruspartikler i stedet for bakterier. Til sidst slår de cellen ihjel, og de nye virus bliver spredt igen,” forklarer Mathias Middelboe.

Han forsker særligt i de såkaldte bakteriofager, en virus der angriber specifikke bakterier. Virussen overtager målrettet den sygdomsfremkaldende bakterie, slår den ihjel og fjerner dermed kun patogene bakterier. Ligesom antibiotika.

Men en af fordelene ved bakteriofager er deres præcision: Hvor antibiotika rammer bakterier meget bredt, inklusive dem der udfører vigtige opgaver, angriber bakteriofager specifikt de patogene bakterier (de sygdomsfremkaldende) og lader resten af mikrobiomet forblive upåvirket.

Ulempen er omvendt, at fordi bakteriofager er så specifikke, er det svært at finde det rette match mellem virus og bakterie.

Lad vira angribe vores fisk

Samspillet mellem bakterier og virus har ikke kun et sygdomsbekæmpende potentiale. Antibiotikaforbruget er nemlig skyhøjt i dele af fødevareproduktionen. Det gælder også i fiskeopdræt, hvor der er behov for alternative løsninger for at undgå resistens. Samtidig er en både effektiv og klimavenlig fødevareproduktion uhyre vigtig med en voksende verdensbefolkning.

“Fisk og skaldyr er noget af det mest klimavenlige højkvalitetsprotein,” fremhæver Lone Gram og peger på, at det mikroskopiske liv til havs og lands hænger nøje sammen.

I Danmark har vi relativt set et lavt og ansvarligt antibiotikaforbrug i fødevareproduktionen, men globalt er billedet anderledes. I dele af Asien anvendes antibiotika i fiskeopdræt uden kontrol, hvilket accelererer resistensudviklingen og truer både miljø og sundhed.

Bakterier kan udvikle resistens mod virusinfektioner, ligesom de bliver resistente overfor antibiotika.Men resistens mod bakteriofager i mange tilfælde vist sig ikke at udgøre et stort problem.

“Bakterier, som er resistente overfor virusinfektioner, mister ofte evnen til at gøre fisk syge. De bliver avirulente,” forklarer Mathias Middelboe og fortsætter:

”Det er altså win-win: Man målretter sin behandling mod en bestemt bakterie og lader de andre være, og så selekterer man for resistente bakterier, som så ikke længere er et problem.”

Lige nu er udfordringen at kunne skalere den tilgang til fiskeopdræt uden for laboratoriet. Der er et stykke vej endnu, før man har de rigtige løsninger til specifikke fiskebakterier.

Men når tiden kommer, er folk beredte på at betale for det.

“Vores forbrugerundersøgelser har vist, at folk gerne vil betale mere for fisk, der ikke er behandlet med antibiotika – også når det er virus,” fortæller Mathias Middelboe.

Der er også stor velvillighed blandt opdrættere til at finde bæredygtige alternativer til antibiotika. Så når vi kobler forskning, ansvarlig produktion og forbrugernes stigende krav, tegner der sig et billede af en fremtid, hvor havet ikke kun er fødevarekilde, men også medicinsk ressource. Et levende apotek gemt i bølgerne.