Väitöstutkija kehitti mobiilit geenisakset estämään sairaalabakteerien antibioottivastustuskyvyn leviämistä

Koska uusia antibiootteja on kehitetty vähenevässä määrin, uusia menetelmiä tarvitaan pikaisesti antibioottivastustuskykyisten bakteeri-infektioiden hoitoon.

Pilvi Ruotsalaisen väitöstyössään kehittämien mobiilien geenisaksien (CRISPR-Cas9) avulla voidaan tuhota spesifisesti useita haluttuja antibioottivastustuskykyä tuottavia geenejä. Mobiilit geenisakset pystyvät leviämään bakteeriyhteisössä bakteerista toiseen, ja kohdatessaan resistenssigeenin, katkaisemaan sen. Lopputuloksena bakteeri muuttuu alttiiksi antibiooteille eikä levitä kyseistä geeniä eteenpäin muihin bakteereihin.

Mobiileilla geenisaksilla kitketään resistenssigeenit bakteereista

Uusien potentiaalisten hoitomuotojen lisäksi on olennaista ymmärtää, miten antibioottivastustuskyky siirtyy bakteereiden välillä. Silloin voidaan tehokkaammin rajoittaa vastustuskyvyn leviämistä, sanoo Pilvi Ruotsalainen.

Väitöstyönsä osatöissä Ruotsalainen tutki antibioottivastustuskykygeenien liikkumista bakteeriyhteisössä ja sitä, mitkä tekijät vaikuttavat siihen.

Antibioottivastustuskykygeenit sijaitsevat DNA-molekyyleissä, plasmideissa, jotka voivat siirtyä bakteeriyhteisössä konjugaation avulla jopa eri bakteerilajien välillä.

Tutkimukset osoittivat, että plasmidit voivat pelastaa antibiooteille alttiita bakteereita jopa kuolettavissa antibioottipitoisuuksissa.  Näin altis bakteeri voi muuttua vastustuskykyiseksi ”lennossa” tehokkaankin hoidon aikana.

”Tällaisen plasmidin siirtyessä antibioottihoidon kohteena olevaan bakteeriin, voi hoidosta tulla tehoton. Näin ollen antibioottivastustuskykygeenien hävittäminen esimerkiksi ihmisen suolistoflooran harmittomistakin bakteereista on tärkeää. Ehkäpä tulevaisuudessa tähän voisi käyttää kehittämiäni geenisaksia”, arvioi Ruotsalainen.

Infektioihin apua myös faageista

Hoitomuotona antibioottivastustuskykyisiin infektioihin voitaisiin käyttää myös bakteereiden viruksia eli faageja. Faageja on käytetty bakteeri-infektioihin hoitona 1900-luvun alkupuolella myös länsimaissa, mutta niiden käyttö hoitomuotona lopetettiin antibioottien löytämisen jälkeen.

”Antibioottikriisin vuoksi kiinnostus faageja kohtaan on noussut uudestaan. Faagit ovat bakteereiden luonnollisia vihollisia ja usein tehokkaita antibiooteille vastustuskykyisten bakteereiden tappajia. Tutkimuksemme osoittaa, että uusia faageja voidaan tarpeen tullen eristää ympäristöstä monille taudinaiheuttajille, esimerkiksi kolibakteereille ja Klebsiella pneumoniae -lajin bakteereille”, kertoo Ruotsalainen.

Väitöskirja on julkaistu verkkojulkaisusarjassa JYU Dissertations numerolla 107, ISSN 2489-9003, ISBN: 978-951-39-7819-8. Se on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa osoitteessa https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/65250

Pilvi Ruotsalainen valmistui ylioppilaaksi Saarijärven lukiosta vuonna 2005. Vuonna 2014 hän valmistui filosorian maisteriksi pääaineenaan solu-ja molekyylibiologia Jyväskylän yliopiston bio-ja ympäristötieteiden laitokselta. Työskenneltyään kaksi vuotta tutkimusavustajana sekä Brendan Battersbyn (Helsingin yliopisto) että Jaana Bamfordin (Jyväskylän yliopisto) ryhmissä, hän aloitti tohtoriopintonsa vuonna 2015. Väitöstyökirjan tutkimuksen rahoitti Suomen Akatemian tukema biologisten vuorovaikutusten huippututkimusyksikkö ja Emil Aaltosen säätiö.

Filosofian maisteri Pilvi Ruotsalaisen solu- ja molekyylibiologian väitöskirjan ”Extended-spectrum β-lactamases-producing Enterobacteriaceae: risks during antibiotic treatment and potential solutions to cure carriage” tarkastustilaisuus pidetään 6.9.2019 klo 12 bio- ja ympäristötieteiden laitoksella, salissa YAA303 (Survontie 9). Vastaväittäjänä toimii professori Mikael Skurnik (Helsingin yliopisto) ja kustoksena dosentti Matti Jalasvuori (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on suomi."

 

Lisätietoja:
Pilvi Ruotsalainen, pilvi.t.ruotsalainen@jyu.fi, puh. 044 328 0903
Tiedottaja Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@jyu.fi, puh. 050 581 8351
Jyväskylän yliopiston matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
Facebook: jyuscience Twitter: jyscience Instagram: jyscience