Fagterapi
Heléne Borg
Vad menas med fagterapi? Fag är virus som enbart infekterar bakterier, och terapi syftar till
att man skall använda fager i terapeutiskt eller medicinskt syfte för att bekämpa sjukdomar
som vi idag använder bl.a. antibiotika för. Eftersom antibiotikaanvändandet har ökat markant
de senaste årtionden såväl inom veterinärmedicin som vid bekämpning av människans
sjukdomar, har selektion mot resistenta bakteriestammar också ökat. Terrordåden med
mjältbrand sprider skräck över världen och många får nu antibiotika i förebyggande syfte.
Man fruktar inte bara en spridning av sjukdomen, men också en snabbare utveckling av
multiresistenta bakterier.
Vad är skillnaden mellan användandet av antibiotika mot fager? Vissa antibiotika som
penicillin hämmar uppbyggnaden av bakteriecellväggen medan andra hämmar bildandet av
proteiner på olika sätt slag. Antibiotika slår därför ut många olika sorters bakterier förutom
dem man blivit sjuk av, även om de har lite olika förmåga därvidlag. Också
biverkningsgraden varierar mellan olika antibiotika. Fager är mycket specifika gentemot sin
värdorganism, något som har utvecklats under evolutionens gång. Efter att fagernas genetiska
information kommit in i värdcellen upphör värdcellen att fungera som vanligt och istället
börjar tillverkning av 100-tals nya fager. När cellväggen till sist brister (lyserar) frigörs
fagerna, som därmed kan fortsätta att infektera kvarvarande bakterier.
Är fagterapi något nytt? Tidigare försök har gjorts i Öststaterna, men reproducerbarheten har
inte varit tillförlitlig. All kunskap som finns hittills om hur fagern interagerar med sin
värdorganism grundar sig på undersökningar i laboratoriemiljö, medan fagterapi riktar sig mot
en helt annan miljö d.v.s. i vår kropp. Därför är det viktigt att undersökningen sker under
biologiskt relevanta förhållanden för att man skall kunna utveckla en effektiv fagterapi.
Mitt val av modellsystem. Bakterien Esherichia coli är en vanligtvis harmlös bakterie som
finns i alla varmblodiga djurs tarmsystem. Vi föds E. coli-fria, men inom loppet av 48 timmar
har E. coli koloniserat vår tarmkanal. E. coli har använts för att upptäcka föroreningar i
vattendrag sedan länge. För drygt 30 år sedan upptäcktes den första sjukdomsframkallande E.
coli-stammen och ytterligare ett antal har hittats sedan dess. Två av dessa
sjukdomsframkallande E. coli-stammar tillsammans med ett fyrtiotal kliniska E. coli-stammar
och en E. coli-stam som anpassats för laboratorie miljö utgjorde värdar för mina infektioner
med fagen T4 och ett antal av dess släktingar. T4-fagen är en välstuderad bakteriofag vars
hela DNA-sekvens finns tillgänglig, vilket underlättar arbetet avsevärt
Genomförda projekt. Jag bestämde antibiotikaresistensen hos alla E. coli-stammarna i
enlighet med vad som rutinmässigt görs på Hygien vid Akademiska sjukhuset i Uppsala.
Detta är viktigt när djurförsök påbörjas senare, så att det finns en reservplan ifall fagerna
misslyckas med att slå ut infektionen. Av 43 stammar var det bara åtta som var resistenta mot
ett eller två antibiotika. Ett tiotal T4 -besläktade fager testades mot de 43 bakteriestammarna.
Sammanfattningsvis kunde varje fag infektera mellan fyra och tolv bakteriestammar med ett
medelvärde på femton bakteriestammar. En bakteriestam kunde dbli infekterad av mellan noll
och alla fager testande med ett medelvärde på fyra fager. Två fager hade betydligt högre
infektionskapacitet, d v s kunde infektera fler E. coli-stammar, än T4-fagen. För att framställa
en T4-rekombinant med förmågan att infektera flera olika värdstammar än vad T4 kan
försökte jag byta ut de gener som kodar för de proteiner som är involverade i interaktionen
med värdcellen. Detta hann jag dock inte avsluta.
Framtida projekt. Nästa steg är att studera genuttrycket hos olika bakterier infekterade med
fager under olika tillväxtbetingelser och med olika energikällor, för att öka förståelsen för vad
som bidrar till en lyckad infektion i våra tarmar. Projektet har påbörjats, men inga resultat kan
presenteras ännu.
Examensarbete i bioteknik 20 p, Uppsala Universitet
Institutionen för cell- och molekylärbiologi, mikrobiologi, BMC
Handledare: Karin Carlson
