Ilt under tryk øger virkningen af antibiotika

Ny forskning fra DTU Elektro vil betyde en forlængelse af levetiden for kroniske patienter med cystisk fibrose, ligesom det vil udskyde tidspunktet for udskiftning af kunstige hofter og knæ.

I samarbejde med Rigshospitalet og KU har Thomas Sams, leder af DTUs Biomedical Engineering, gennemført en række laboratorieforsøg om antibiotikas virkning på biofilm. Biofilm ligger i det ”snask”, der dannes i kroppen i forbindelse med en betændelsestilstand – og som vi alle kender fra sår på knæ, hænder osv.

– Betændelsestilstande bekæmpes normalt af kroppens eget immunforsvar. Men biofilmen bliver permanent for nogle patienter – og skal derfor bekæmpes med antibiotika. Det gælder eksempelvis for patienter med cystisk fibrose, hvis lunger ikke er i stand til at rense sig selv. Også ved indoperation af eksempelvis en kunstig hofte, knæ eller tand, dannes der med tiden biofilm på overfladen af implantatet, som kroppen ikke selv kan bekæmpe, forklarer Thomas Sams.

Antibiotika virker bedre sammen med ilt og tryk

Forskningen sker i et samarbejde mellem Thomas Sams og Kaj-Åge Henneberg fra DTUs Biomedical Engineering samt Peter Østrup Jensen og Mette Kolpen, fra Rigshospitalet og Københavns Universitet. Forskerne har gennemført en række laboratorieforsøg for at få viden om, hvor godt forskellige typer antibiotika optages i biofilmen – og dermed kan bidrage til at nedkæmpe bakterierne. Mette Kolben uddyber:

– Laboratorieforsøgene er udført på en biofilmmodel (kolonier af bakterier indlejret i slim), hvor Pseudomonas aeruginosa er indlejret i en gel, hvori der er iltfrit. Herved efterligner vi, hvordan bakterierne er organiseret i lungeslimmen fra patienter med cystisk fibrose, fortæller Mette Kolben og fortsætter:

– De omgivende neutrofile celler (medfødt immunforsvar) forbruger nemlig ilten i deres forsøg på at bekæmpe infektionen. Dette medfører iltfrie forhold i lungeslimmen og betyder, at bakteriernes stofskifte sænkes til et niveau, hvor de går i en form for dvale. Vores forsøg har vist, at når vi vækker bakterierne med tilførsel af ilt under tryk, bliver de mere følsomme over for antibiotika, hvorved antibiotikabehandlingen forbedres.

Kan bidrage til at forlænge levetiden hos patienter med cystisk fibrose

– Vi har endnu ikke fundet ud af, hvordan timingen af behandlingerne er bedst. Men lige nu tyder det på, at patienterne optimalt skal have iltbehandling en time før indtagelse af antibiotika. Det skal vi dog have gennemført en nærmere afdækning af, før vi kan sige noget sikkert, siger Thomas Sams.

– Virkningen af at bringe patienten under tryk skal også undersøges nærmere, men det er straks mere kompliceret, da det eksempelvis hindrer hurtig indgriben fra det sundhedsfaglige personale, hvis patienten fx får det dårligt i løbet af behandlingen. Man kommer ikke bare lige ud af et trykkammer, hvor trykket svarer til at dykke 18 meter.

Den nye forskning er væsentlig, fordi den kan bidrage til at forlænge levetiden for patienter med cystisk fibrose flere år – ligesom levetiden for kunstige implantater vil øges. Dermed vil det vare længere tid, før patienter er nødt til at blive opereret igen og få eksempelvis endnu en ny kunstig hofte.

– Vi håber derfor, at vores forskning inden længe vil føre til et gennembrud, da det vil have stor betydning for livskvalitet og sygdomsforløb. Både for en gruppe kroniske patienter og for de mange, særligt ældre, der hvert år må have udskiftet en kunstig hofte, knæ eller tand, slutter Thomas Sams.

Forskningsprojektet har modtaget støtte fra Cystisk Fibrose Foreningen, så det kunne blive præsenteret på den nordamerikanske Cystisk Fibrose Kongres 2016.

På billedet ses Mette Kolben og Peter Østrup Jensen sammen med to bachelor-studerende fra DTU, Peter Alexander Vistar Gade og Terkel Bo Olsen, der skriver BSc-projekt om biofilm. De står i laboratoriet på Rigshospitalet ved kammeret til forberedelse af iltfrie prøver.