Väitöstutkimuksesta uutta tietoa aggressiivisen suubakteerin kesyttämiseen (Väitös: FM Tuuli Ahlstrand, 7.6.2019, biokemia)

Patogeeniset bakteerit aiheuttavat ihmisille vakavia infektioita. Nykyisille antibiooteille vastustuskykyisten bakteerien yleistyminen vaatii uusien antimikrobistrategioiden kehittämistä. Bakteerit käyttävät useita taudinaiheuttaja- eli virulenssimekanismeja, jotka auttavat niitä selviytymään isäntäorganismissa.

– Näiden virulenssimekanismien joukosta saattaisi löytyä uusia antimikrobihoidon kohteita, Turun yliopistossa väittelevä Tuuli Ahlstrand kertoo. 

Bakteerit eivät yleensä tuota virulenssitekijöitään ennen kuin ne tuntevat olonsa uhatuksi. Näin tapahtuu esimerkiksi silloin, kun bakteerin kantajan puolustusjärjestelmä aktivoituu. 

Sytokiinit ovat tärkeitä immuunijärjestelmän säätelijöitä, jotka esimerkiksi houkuttelevat valkosoluja tulehduspaikalle ja aktivoivat niitä. Bakteerien on jo aiemmin havaittu sitovan sytokiineja, mutta sitoutumisen tarkkoja mekanismeja ei ole tunnettu. Sytokiinien sitominen voi auttaa bakteeria selviytymään paremmin tulehdusympäristössä ja mahdollisesti häiritä isännän tulehdusreaktion alkua.

Ahlstrand tutki kahta Aggregatibacter actinomycetemcomitans -suubakteerin (Aa) pintavalkuaisainetta sekä yhtä pinnan rakenteellista sokeria, joiden kaikkien havaittiin sitovan sytokiineja. Näitä vuorovaikutuksia tutkittiin monien biokemiallisten ja biofysikaalisten menetelmien avulla.

Tutkimuksissa sytokiineja havaittiin myös bakteerisolujen sisältä, mutta niiden kulkeutumisreitti ei ole vielä tiedossa. 

– Toinen tutkituista valkuaisaineista muodostaa bakteerin ulkokalvon läpäisevän kanavan, joka voisi mahdollisesti toimia sytokiinien reittinä bakteerisolun sisään. Tämän varmistaminen vaatii kuitenkin vielä lisää tutkimusta, Ahlstrand sanoo. 

Suubakteeri aiheuttaa vakavaa ientulehdusta parodontiittia

Väitöskirjatyössä tutkittu suubakteeri elää hampaiden ja ienten rajapinnassa muodostaen sinne bakteeriyhdyskuntia eli biofilmiä, jota kutsutaan kansankielellä plakiksi. Aa-bakteeri osallistuu vakavan ientulehduksen, parodontiitin, syntyyn. Parodontiitissa elimistö ei saa biofilmiä tuhottua, joten tulehdusreaktio jatkuu pitkään. 

– Sen seurauksena hampaiden kiinnityskudos vähitellen tuhoutuu ja voi johtaa hampaan irtoamiseen. Parodontiitti on yleinen sairaus Suomessa, jopa yli 60 % aikuisväestöstä kärsii jonkinasteisesta parodontiitista, väittelijä kertoo.

Parodontiittia ei yleensä hoideta antibiooteilla, sillä niiden teho biofilmeihin on heikko. Biofilmeissä elävät bakteerit erittävät ympärilleen paksun soluväliainekerroksen, jonka läpi antibioottien on vaikea tunkeutua. Antibiootit estävät bakteerien kasvua, mikä puolestaan aiheuttaa vastustuskykyä, eli bakteerit pyrkivät muuntumaan niin, etteivät antibiootit enää tehoa niihin. 

– Bakteerien kasvun estämisen sijaan meidän tulisi keskittyä estämään niiden taudinaiheuttamiskykyä eli virulenssia. Sitä voisi kuvata tavallaan bakteerien kesyttämiseksi, Ahlstrand pohtii.

Virulenssitekijöiden tutkimus voisi siis Ahlstrandin mukaan avata uusia mahdollisuuksia bakteeri-infektioiden hoitoon. Nyt tutkittu sytokiinien sitomismekanismi voi liittyä virulenssitekijöiden tuotannon säätelyyn. 

– Tulevaisuudessa pyritään edelleen selvittämään sitä, miten bakteerin sitoutuminen sytokiineihin vaikuttaa bakteerin taudinaiheuttamiskykyyn sekä miten se vaikuttaa isännän tulehdusreaktion etenemiseen, Ahlstrand päättää.

***

FM Tuuli Ahlstrand esittää väitöskirjansa ”Characterization of cytokine binding and its implications in the physiology of Aggregatibacter actinomycetemcomitans” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 7.6.2019 klo 12.00 (Turun yliopisto, Dentalia, Arje Scheinin -sali, Lemminkäisenkatu 2, Turku).

Vastaväittäjänä toimii professori Mikael Skurnik (Helsingin yliopisto) ja kustoksena professori Jyrki Heino (Turun yliopisto). Tilaisuus on suomenkielinen. Väitöksen alana on biokemia.