Tampereen yliopisto

Tutkijat selvittivät tuberkuloosibakteerin suojautumiskeinoja antibiootteja vastaan

Jaa

Tuberkuloosi vaatii pitkän antibioottihoidon eikä siltikään usein parane täysin. Tuore tutkimus osoittaa, että tuberkuloosibakteeri hyödyntää useita erilaisia mekanismeja selviytyäkseen mikrobeja tappavissa olosuhteissa antibioottihoitojen aikana.

Tutkimuksen kolmas uusi havainto on, että mykobakteeri tuottaa rakenteeltaan kahta hyvin erilaista biofilmikasvumuotoa – jäkälämäistä ja nauhamaista. Vielä ei tiedetä, kumpi niistä muistuttaa enemmän ihmisen elimistössä infektion aikana muodostuvia tuberkuloosibakteerin biofilmejä. Kuvan biofilmirakenteet on tuotettu laboratorio-oloissa. Analyysin ja kuvan tekijä: akatemiatutkija, dosentti Teemu Ihalainen, Tampereen yliopisto.
Tutkimuksen kolmas uusi havainto on, että mykobakteeri tuottaa rakenteeltaan kahta hyvin erilaista biofilmikasvumuotoa – jäkälämäistä ja nauhamaista. Vielä ei tiedetä, kumpi niistä muistuttaa enemmän ihmisen elimistössä infektion aikana muodostuvia tuberkuloosibakteerin biofilmejä. Kuvan biofilmirakenteet on tuotettu laboratorio-oloissa. Analyysin ja kuvan tekijä: akatemiatutkija, dosentti Teemu Ihalainen, Tampereen yliopisto.

— Tutkimustulos on tuberkuloosin lääkekehityksen kannalta merkittävä, toteaa tutkimuksen johtaja, tenure track -professori Mataleena Parikka Tampereen yliopistosta.

— Kehitettäviä tuberkuloosilääkkeitä ei pitäisi testata yksisoluisilla bakteereilla, vaan bakteereja suojaavassa biofilmissä kasvavilla bakteereilla, jotka ovat antibiootteja luontaisesti sietäviä, Parikka sanoo.

Tuberkuloosi on Mycobacterium tuberculosis -bakteerin aiheuttama tartuntatauti ja merkittävä maailmanlaajuinen terveysongelma. Puolella miljoonalla M. tuberculosis -bakteeria kantavalla henkilöllä bakteeri on täysin vastustuskykyinen tavallisimmille lääkkeille.

Antibiooteille herkänkin tuberkuloosin lääkehoito kestää aina vähintään kuusi kuukautta. Pitkä antibioottihoito lieventää taudin oireita, mutta taudinaiheuttaja voi silti olla hoidon päättyessä elinkelpoinen ja tarttuva. Pitkä ja teholtaan riittämätön hoito tukee lääkkeille geneettisesti vastustuskykyisten, resistenttien tuberkuloosibakteerikantojen kehittymistä.

Vasta hiljattain on osoitettu, että tuberkuloosibakteereja suojaa lääkkeiden vaikutukselta ja ihmisen immuniteettijärjestelmältä biofilmi, jota bakteeri muodostaa kasvaessaan useamman bakteerin yhteisönä.

Mykobakteerien tuottama selluloosa avainasemassa

Tampereen ja Helsingin yliopistojen ja Oslon yliopistollisen sairaalan tutkijoiden työ osoitti nyt, että tärkeä biofilmirakennetta ja antibiootinsietokykyä ylläpitävä tekijä on mykobakteerien biofilmimatriksiin tuottama selluloosa. Bakteeri erittää selluloosaa hajottavaa entsyymiä, ja entsyymin vähentyminen ”laukaisee” biofilmin muodostumisen.

Tutkimuksessa löydettiin lisäksi merkittäviä eroja taudinaiheutuskykyä ja antibiootinsietokykyä lisäävien tekijöiden kohdalla biofilmeissä kasvavien ja yksisoluisten bakteerien välillä.

Yksi tärkeimmistä eroista liittyi solunjakautumista säätelevien entsyymien määrään; mykobakteerisolut jakautuvat tutkituissa biofilmiyhteisöissä epäsymmetrisesti ja eri nopeudella. Epäsymmetrian tuloksena syntyy ominaisuuksiltaan erilaisia bakteerisoluja – myös persisterisoluja. Persisterisolut ovat lepotilassa olevia bakteereita ja bakteerisoluja, joiden antibiootin sietokyky on tehostunut aineenvaihdunnassa tapahtuneiden muutosten seurauksena.

— Osoitimme, että jo nuoressa mykobakteeribiofilmissä on antibioottia hyvin kestäviä persisterisoluja, jotka säilyvät hengissä normaalisolut tappavan antibioottikäsittelyn aikana, kertoo Mataleena Parikka.

Tutkimusryhmät kehittävät jo lääkehoitoja

— Tutkimusryhmämme kehittävät parhaillaan näihin suojamekanismeihin kohdentuvia lääkehoitoja, joiden tarkoituksena on tehdä mykobakteerit herkiksi tavanomaisille tuberkuloosiantibiooteille. Näillä täysin uudentyyppisillä hoitomuodoilla voidaan lyhentää ja tehostaa tuberkuloosin lääkehoitoja, ja siten myös estää geneettisen lääkeresistenssin yleistymistä, Parikka toteaa.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Suomen Akatemia, Sigrid Juséliuksen säätiö, Jane ja Aatos Erkon säätiö ja Tampereen tuberkuloosisäätiö.

Kirsi Savijoki, Henna Myllymäki, Hanna Luukinen, Lauri Paulamäki, Leena-Maija Vanha-Aho, Aleksandra Svorjova, Ilkka Miettinen, Adyary Fallarero, Teemu O Ihalainen, Jari Yli-Kauhaluoma, Tuula A Nyman, Mataleena Parikka. Surface-shaving proteomics of Mycobacterium marinum identifies biofilm subtype-specific changes affecting virulence, tolerance, and persistence. mSystems 2021 Jun 29;6(3):e0050021.
http://doi.org/10.1128/mSystems.00500-21

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Tenure track -professori Mataleena Parikka,
mataleena.parikka@tuni.fi

Kuvat

Tutkimuksen kolmas uusi havainto on, että mykobakteeri tuottaa rakenteeltaan kahta hyvin erilaista biofilmikasvumuotoa – jäkälämäistä ja nauhamaista. Vielä ei tiedetä, kumpi niistä muistuttaa enemmän ihmisen elimistössä infektion aikana muodostuvia tuberkuloosibakteerin biofilmejä. Kuvan biofilmirakenteet on tuotettu laboratorio-oloissa. Analyysin ja kuvan tekijä: akatemiatutkija, dosentti Teemu Ihalainen, Tampereen yliopisto.
Tutkimuksen kolmas uusi havainto on, että mykobakteeri tuottaa rakenteeltaan kahta hyvin erilaista biofilmikasvumuotoa – jäkälämäistä ja nauhamaista. Vielä ei tiedetä, kumpi niistä muistuttaa enemmän ihmisen elimistössä infektion aikana muodostuvia tuberkuloosibakteerin biofilmejä. Kuvan biofilmirakenteet on tuotettu laboratorio-oloissa. Analyysin ja kuvan tekijä: akatemiatutkija, dosentti Teemu Ihalainen, Tampereen yliopisto.
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Suomalainen järjestelmäpiirisuunnittelu vahvistuu – Tampereella SoC Hub-yhteistyön tuloksena valmistumassa piiriprototyyppi21.9.2021 09:00:00 EEST | Tiedote

Viime vuonna käynnistetyn järjestelmäpiirisuunnitteluun keskittyvän SoC Hub -avauksen ensimmäisen maaliviivan ylitys lähestyy. Yritysten ja yliopiston yhteisen kehitystyön tuloksena saadaan pian valmiiksi ensimmäinen piiriprototyyppi, mikä osaltaan edistää Euroopan teknologista itsenäistymistä piiriteknologiassa. Samalla Tampereen yliopisto vahvistaa asemiaan johtavana järjestelmäpiirisuunnittelun kouluttajana Suomessa.

Vanhemmat eivät aina saa riittävästi tukea lapseen kohdistunutta väkivaltarikosta tutkittaessa20.9.2021 09:51:17 EEST | Tiedote

Suomessa tutkitaan hyvin monimuotoisia lapsiin kohdistuvia väkivaltaepäilyjä rikoksena. Tietyissä tilanteissa poliisi voi pyytää virka-apua terveydenhuollosta epäilyn selvittämiseksi ja myös lapsen suojelulliset tarpeet on huomioitava selvittämisen aikana. YTM Essi Julinin väitöstutkimus osoittaa, että monialainen viranomaistoiminta aiheuttaa vanhemmille monenlaisia seurauksia, kun heidän lapseensa kohdistunutta väkivaltaa tutkitaan.

Tulevaisuuden pehmeät robotit liikkuvat valon avulla20.9.2021 09:06:25 EEST | Tiedote

Pehmeä robotiikka on nopeasti kehittyvä tutkimusala, mikä pyrkii tuottamaan uusia pehmeisiin materiaaleihin pohjautuvia ratkaisuja nykyisin käytössä oleville metallikuorisille roboteille, joiden liikettä ohjataan sähköllä. Lupaavimmat materiaalit pehmeiden robottien valmistuksessa ovat ”älykkäät”, ulkoisiin ärsykkeisiin reagoivat polymeerit, joiden liikettä voidaan ohjata käyttämällä polttoaineena valoenergiaa.

Uudet mallit ja uusi mittausmenetelmä helpottavat uusiutuvien energianlähteiden liittämistä sähköverkkoon15.9.2021 13:00:00 EEST | Tiedote

Uusiutuvia energialähteitä liitetään sähköverkkoon jatkuvasti lisää tehoelektroniikkaa hyödyntäen. Laitteiden määrän kasvaessa vuorovaikutukset laitteiden välillä voivat kuitenkin johtaa epästabiiliuteen. Mallintamalla epälineaarisuuksia ja nopealla laajakaistamittauksella mahdollisia riskejä voidaan havaita ennakkoon, selviää Matias Bergin väitöskirjassa. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää, kun uusiutuvia energialähteitä liitetään sähköverkkoon.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme