Ny metod visar på fem minuter om bakterier svarar på antibiotika

– Vi tror och hoppas att det här kan bli ett av många verktyg som sjukvården behöver för att bekämpa antibiotikaresistens, som är ett allvarligt och växande problem, säger Vicent Pelechano, senior forskare vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi, Karolinska Institutet, som lett studien.

Metoden kallas 5PSeq, är enkel att använda och går ut på att sekvensera så kallat budbärar-RNA (mRNA) som bakterierna bryter ner i samband med att de tillverkar proteiner. Dessa mätningar skvallrar om hur bakterierna påverkas när de utsätts för olika miljöfaktorer, till exempel antibiotikabehandling eller andra typer av stress.

Bolag som utvecklar snabbtest

Forskarna har testat metoden på totalt 96 bakteriearter från olika stammar i komplexa kliniska prover som avföring och prover från vagina, men också bakterier i jord. Efter enbart fem minuter kunde de se om bakterierna svarade på antibiotikabehandling eller inte och effekten var som störst efter cirka 30 minuter.

Tillsammans med några forskarkollegor har Vicent Pelechano startat ett bolag, 3N Bio, inom inkubatorn KI Innovations för att vidareutveckla metoden och skapa ett molekylärt snabbtest som kan användas inom sjukvården. I samarbete med Karolinska Universitetssjukhuset har de fått finansiering från Vetenskapsrådet för att visa ”proof of concept” för ett sådant test.

– Det finns ett stort behov av att snabbt kunna hitta rätt antibiotika till svårt sjuka patienter med bakteriella infektioner för att minska onödig användning av antibiotika. Dagens metoder för att testa antibiotikaresistens kan ta flera timmar eller till och med dagar, men ofta behöver behandling sättas in snabbade än så för att undvika allvarliga konsekvenser för patienten. Därför ges ofta bredspektrumantibiotika som ökar risken för resistensutveckling, säger Vicent Pelechano.

Studera hur bakterier interagerar

Förutom att mäta antibiotikaresistens kan metoden användas inom forskningen för att öka förståelsen för hur bakterier hanterar stress och hur de interagerar med varandra och med sina värdar. KI-forskarna kommer fortsätta studera komplexa tarmprover för att undersöka hur bakteriesamhällen interagerar i vår tarm och bidrar till hälsa och sjukdom.

Forskningen finansierades av Ragnar Söderbergs stiftelse (Swedish Foundations’ Starting Grant), Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse (Wallenberg Academy Fellowship), EU:s Horizon 2020, med flera. Se den vetenskapliga artikeln för en komplett förteckning. 3N Bio grundades av Vicent Pelechano och artikelns två förstaförfattare, Susanne Huch och Lilit Nersisyan.

Publikation: “Atlas of mRNA translation and decay for bacteria”, Susanne Huch, Lilit Nersisyan, Maria Ropat, Donal Barrett, Mengjun Wu, Jing Wang, Valerie D Valeriano, Nelli Vardazaryan, Jaime Huerta-Cepas, Wu Wei, Juan Du, Lars M Steinmetz, Lars Engstrand, Vicent Pelechano. Nature Microbiology, online 22 maj 2023, doi: 10.1038/s41564-023-01393-z.