Resultater fra Ph.d.-forskningsprojekt

Formål og metode

Formålet med forskningsprojektet var at undersøge, hvordan Pseudomonas Aeruginosa tilpasser sig til miljøet i luftvejene hos børn og unge med cystisk fibrose (CF). Bakteriestammerne, som vi benyttede, er indsamlet longitudinelt i løbet af en periode på næsten 10 år. Der indgik i alt 585 kliniske P. aeruginosa isolater fra 41 patienter med cystisk fibrose. Genomundersøgelser af de kliniske P. aeruginosa isolater har vist, hvilke gener der hyppigst bliver ændret (muteret) for at øge tilpasningsevnen (evnen til at overleve) til CF-luftvejene. Analysen af ændringer i generne viste, at fem af de hyppigst ændrede gener, og især mexZ, er relateret til den samme familie af antibiotika efflux pumper, som bakterierne benytter til aktivt at pumpe antibiotika ud af cellen (antibiotikatolerance / resistensmekanisme). Dette er en af de vigtigste mekanismer i udviklingen af antibiotikaresistens hos P. aeruginosa.

Resultater

Vores undersøgelser har vist, at 65% af de kliniske P. aeruginosa isolater som minimum har en ændring i et gen, som er involveret i dannelsen af en antibiotikapumpe, hvilket tyder på, at netop disse gener har stor betydning for bakteriens tilpasningsevne i luftvejene. P. aeruginosa isolater med en ændring i mexZ har samtidig en tendens til også at have ændringer i gener relateret til andre antibiotikapumper. Ved at studere fænotypiske ændringer som fx væksthastighed og overlevelsesevne ved behandling med antibiotika fandt vi, at P. aeruginosa isolater med andre samtidigt ændrede antibiotika-resistensgener så ud til at have den bedste overlevelse og dermed tilpasningsevne til CF-luftvejene.

Forskningsprojektets betydning

Vores studier har været af stor betydning for at forstå, hvilke genetiske ændringer i bakterierne der fører til de bedste tilpasningsmuligheder i CF-luftvejene, og hvordan vi kan påvise dem vha. simple molekylærbiologiske metoder i CF-ambulatoriet. Dette er metoder, som ikke benyttes i øjeblikket. Ved indførelse af disse metoder vil vi formentlig kunne hjælpe med til at designe nogle endnu bedre antibiotikabehandlingsstrategier til patienter med cystisk fibrose end dem, som vi allerede benytter os af.

Forskning: Sklerosemedicin kan dræbe multiresistente bakterier

Mandag den 4. december bragte Videnskab.dk en artikel, der kunne fortælle, at forskere fra Aarhus Universitet har fundet ud af, at et veletableret medikament, der normalt bruges til at behandle patienter med sklerose, også kan bruges til at slå multiresistente bakterier ihjel. En af de bakterier er Pseudomonas-bakterien, som inficerer patienter med cystisk fibrose.

Læs artiklen på videnskab.dk

Tirsdag den 5. december deltog afdelingslæge og Ph.d. Claus Moser fra Klinisk Mikrobiologisk Afdeling på Rigshospitalet i DR2 Dagen for at kommentere på, hvad denne opdagelse på sigt kan få af betydning for personer med cystisk fibrose. Du kan høre udsendelsen via linket herunder. Det starter 20,35 minutter inde i udsendelsen.

Se programmet fra DR 2 Dagen

Helle Krogh Johansen udnævnt til klinisk professor i Klinisk Mikrobiologi

Det var egentlig ikke Helle Krogh Johansens oprindelige plan at arbejde med forskning i cystisk fibrose. Dengang hun blev færdiguddannet som læge på Rigshospitalet, var hendes plan at videreuddanne sig til ortopædkirurg eller anæstesilæge. Men et vikariat på børneafdelingen på Rigshospitalet åbnede hendes øjne for cystisk fibrose-verdenen, og en ny drøm var under udvikling.

Stiftede bekendtskab med cystisk fibrose

Gennem sit vikariat på børneafdelingen på Rigshospitalet stiftede Helle Krogh Johansen for første gang bekendtskab med cystisk fibrose. Her var hun med til at forberede antibiotikakure til børnene på cystisk fibrose-afdelingen. Og der var noget ved den afdeling og ved cystisk fibrose, der rørte hende.

– Der var et eller andet over de her børn på cystisk fibrose-afdelingen, der tiltalte mig. Jeg syntes, at det var enormt spændende at arbejde med børn. Så fra at skulle have været ortopædkirurg eller anæstesilæge, fandt jeg ud af, at jeg ville være børnelæge, fortæller Helle Krogh Johansen.

Selvom Helle Krogh Johansen dernæst fik tilbudt en fast stilling på medicinsk afdeling i Frederikshavn, valgte hun i stedet at tage endnu et vikariat på blot en måned på Rigshospitalet. Her begyndte forskning inden for cystisk fibrose efterhånden at fange hendes interesse.

Studerede hundredvis af journaler

Helle Krogh Johansen kom hurtigt med i et forskningsprojekt, der gik ud på at finde kliniske markører for gener, der gav cystisk fibrose. På det tidspunkt kendte man endnu ikke cystisk fibrose-genet. For at komme nærmere disse markører gik hun i gang med at studere journalerne fra patienter med cystisk fibrose.

– På det tidspunkt var der ca. 200 journaler, jeg skulle læse igennem, og jeg udvalgte forskellige kliniske parametre, som jeg skrev ned for hver eneste patient. Så inden jeg overhovedet vidste noget om cystisk fibrose, kendte jeg jo nærmest alle patienter og deres sygehistorier, fortæller Helle Krogh Johansen og fortsætter:

– Det var den måde, man startede forskning på dengang. Rigtig mange af de nye behandlinger, der blev sat i gang, kom af, at man havde siddet og gennemgået alle de journaler. Der var ikke databaser, man kunne gemme det i, så det var i papirudgave.

Da cystisk fibrose-genet blev beskrevet i 1989, besluttede Helle Krogh Johansen og hendes kolleger sig for at genotype alle cystisk fibrose patienterne. Helle Krogh Johansen blev blandt de førende på området inden for genotypning og klinik, og det var med til at bane vejen for hendes videre forskningsrejse inden for cystisk fibrose.

Mange forskellige forskningsprojekter

Gennem sin karriere har Helle Krogh Johansen beskæftiget sig med mange forskellige forskningsprojekter. I en periode arbejdede hun med forskning i rotter, hvor hun lavede en model, der kunne vise, hvordan Pseudomonas aeruginosa lungeinfektioner så ud og opførte sig. Det samme blev efterfølgende vist hos patienter med cystisk fibrose. Det vil sige, at den måde infektion så ud på i rotter, var den samme som i cystisk fibrose patienter, og det gav mulighed for at forstå og vurdere infektionsforløb bedre hos cystisk fibrose patienter.

Efterfølgende arbejdede hun i en periode sammen med sin mand om forskning i evidensbaseret medicin via systematiske reviews af forskningsartikler især inden for svampeområdet. Denne forskning førte til en afsløring af medicinalfirmaers svindel med resultaterne af medicinalprodukters effekt. Afsløringen nåede forsiden af New York Times og har formentlig været med til gøre, at der i dag er defineret nogle klare retningslinjer, der kan sikre større transparens i forskningsprojekter.

Starten på børneprojektet

I 2004 blev Helle Krogh Johansen overlæge på Rigshospitalet med en delt stilling som lektor ved Institut for Mikrobiologi og Immunologi. Hun indgik i et forskningssamarbejde med professor på DTU, Søren Molin, hvor de sammen ville undersøge, hvordan Pseudomonas aeruginosa tilpassede sig livet i cystisk fibrose lungerne og blev kronisk. Det gjorde de ved at se på bakterieprøver, som Helle Krogh Johansen og professor Niels Høiby gennem en årrække havde samlet sammen fra kronisk inficerede patienter med cystisk fibrose.

– Men jeg var godt klar over, at når bakterierne var blevet kroniske, var det en fremadskridende proces. Derfor tænkte jeg, at det måtte være mere interessant at se på bakterierne på de tidligere stadier for at forstå processen – det vil sige fra de blev opdaget første gang hos et barn, til de blev kroniske, fortæller Helle Krogh Johansen og fortsætter:

– Så gik jeg i gang med at samle prøver sammen fra børn med cystisk fibrose. Det har jeg fortsat siden 2004 sammen med sekretærer og bioanalytikere på klinisk mikrobiologisk afdeling, og det har resulteret i, at jeg nu har en samling, som er unik i verden – systematisk samlet sammen fra første Pseudomonas-isolat frem til nu.

Med denne samling havde Helle Krogh Johansen og Søren Molin nu et omfattende datagrundlag for at kunne forske i Pseudomonas-bakterien. Det blev starten på deres børneprojekt, som der fortsat forskes i.

Persisterende bakterier

Sammen fik de oprettet en forskningsgruppe på DTU og Rigshospitalet. De fik lavet en fuld genomsekventering af de indsamlede bakterieprøver for at få kortlagt det fulde arveanlæg, som så kunne sammenholdes med undersøgelser af bakteriernes forandrings- og tilpasningsevner for at se, om der kunne findes en sammenhæng.

Et af forskergruppens store fund var, at 75% af de indsamlede Pseudomonas bakterieprøver viste sig at være af samme klontype, fra de blev opdaget første gang til de blev kroniske – det vil sige, at bakterierne var persisterende. Dette fund tyder på, at den antibiotikabehandling, som vi benytter i dag, ikke er i stand til at udrydde Pseudomonas-bakterierne 100%, men at det minimerer antallet af bakterier.

Videre forskning

Det unikke ved Helle Krogh Johansens og forskergruppens projekt er, at forskerne med deres forskellige uddannelsesmæssige baggrunde kan se på bakterien fra forskellige angrebspunkter, og det åbner op for mange muligheder. Det er ambitionen, at man gennem denne forskning med tiden vil kunne finde nogle mønstre, der kan give en prognose for, hvordan det vil gå den enkelte patient med cystisk fibrose, således at man kan tilpasse behandlingen og derved opnå den bedst mulige effekt.

Forskergruppen er på nuværende tidspunkt i gang med at teste en ny og lovende nano-baseret metode, der kan måle på forekomsten af et bestemt molekyle, som kun produceres af Pseudomonas-bakterier. Det er håbet, at man med den nye metode vil være i stand til at identificere Pseudomonas-bakterier hurtigere end ved de nuværende dyrkningsmetoder og derved kunne starte en tidligere behandling.

Det er denne forskning, der har dannet baggrund for, at Helle Krogh Johansen er blevet udnævnt til klinisk professor i Klinisk Mikrobiologi, og hun håber og tror på, at forskningsresultaterne vil komme til at gøre en stor forskel for patienter med cystisk fibrose.

– Hele min forskningsindstilling har været, at jeg ville forsøge at lave noget, der kunne komme patienterne til gavn. Det er meget tilfredsstillende at se, at man kan være med til at gøre en forskel. Det er det, jeg skal arbejde videre med, afslutter Helle Krogh Johansen.

Stort tillykke med professoratet til Helle Krogh Johansen og held og lykke med den videre forskning.

Europæiske Cystisk Fibrose Konference i Sevilla

Fra Danmark deltog flere forskere, som præsenterede deres forskningsprojekter på konferencen.

Deltagelsen på konferencen giver de danske forskere mulighed for at diskutere deres resultater med andre forskere og få inspiration til nye forskningsprojekter til gavn for børn og voksne med cystisk fibrose.

Du kan læse mere om foreningens støtte til forskning i cystisk fibrose her.

Videopræsentationer af fem danske forskningsprojekter

Cystisk Fibrose Foreningen har støttet flere danske forskningsprojekter, som blev præsenteret på konferencen. Du kan se videopræsentationer af fem af projekterne herunder:

Hjemmemonitorering af lungefunktion

Af Søren Sperling Pedersen og Signe Fog Sønderup

Karakterisering af bakteriel luftvejsflora hos børn med cystisk fibrose vha. DNA-baserede metoder

Af Jens Christian Nørgaard

Vitamin D hos voksne med cystisk fibrose

Af Inger Mathiesen

Mekanismerne bag resistensudviklingen i Achromobacter

Af Anna-Birgitte Thinggaard

Kronisk nyresygdom hos voksne med cystisk fibrose

Af Kristina Hooge Berg

Ilt under tryk øger virkningen af antibiotika

Kilde: DTU Elektro

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.

Ny genteknologi: CRISPR

Cystisk Fibrose Foreningen er generelt positiv overfor forskning og tiltag, der kan forebygge, at kommende generationer fødes med sygdommen. Derfor er vi også positive overfor, at der forskes i CRISPR-teknologien.

Cystisk Fibrose Foreningen kan ikke på nuværende tidspunkt tage stilling til, om det er en god idé eller ej, at CRISPR-teknologien tilbydes til kommende forældre.

For at vi som forening kan tage stilling til, om vi på sigt vil anbefale teknologien eller ej, er det vigtigt, at det sker på et oplyst grundlag. Der er ingen tvivl om, at det er et meget stort skridt at ændre på menneskers arvemasse. Det er derfor vigtigt, at alle lægefaglige, etiske og helbredsmæssige konsekvenser af teknologien er afdækket.

Foreningen går ind for det frie valg af, om man ønsker at få et barn med cystisk fibrose

Forældre i højrisikofamilier* har i dag mulighed for at fravælge et barn med cystisk fibrose ved hjælp af ægsortering eller screening af fostret og efterfølgende abort.

Cystisk Fibrose Foreningen finder det vigtigt, at alle forældre får mulighed for at foretage et frit og informeret valg af, om de ønsker, at deres kommende barn skal fødes med cystisk fibrose.

Foreningen støtter det frie valg, fordi langt størstedelen af foreningens medlemmer vælger at blive testet og også får foretaget abort, hvis et foster har cystisk fibrose. Der er også forældre, der vælger at få barnet, selvom de ved, at barnet har cystisk fibrose. Det er derfor meget vigtigt, at det er et reelt valg, og at begge valg bliver anerkendt og forstået.

*Siden 1989 har det været muligt at blive testet for, om man er bærer af cystisk fibrose genet, hvis der er en person med cystisk fibrose i familien. Hvis begge forældre er bærere af genet, er der 25 % risiko for, at et barn får cystisk fibrose.