Viden om samspillet mellem vært og bakterier ved brug af luftvejsmodeller

Pseudomonas aeruginosa er den primære årsag til kroniske luftvejsinfektioner hos patienter med cystisk fibrose (CF). P. aeruginosa etablerer kroniske lungeinfektioner der kan holde ved i årtier, imens bakterierne gennemgår en kompleks evolutionær tilpasning til miljøet i CF-lungerne.

Ultimativt hjælper disse forandringer bakterierne med at undslippe værtens forsvarsmekanismer og leder til udvikling af multiresistente varianter, hvilket gør bakterierne immune overfor den antibiotikabehandling, der ellers kunne hjælpe patienten.

Luftvejsmodeller dyrket i laboratoriet med celler fra patienter inficeres og studeres
Målet med projektet er at karakterisere samspillet mellem vært, den person som er inficeret, og patogen, under kolonisering ved hjælp af en luftvejsmodel, som inficeres med kliniske P. aeruginosa isolater fra forskellige stadier af cystisk fibrose-lungeinfektionen.

Primære epitelceller, som er specialiserede celler fra vævets overflade, blev indsamlet fra cystisk fibrose-patienternes luftveje og fra raske kontroller og dyrket i laboratoriet til ’miniature modeller’ af patienternes lunger. Derefter blev de inficeret med kliniske P. aeruginosa isolater, som var indsamlet på tre forskellige tidspunkter i infektionen, henholdsvis i fraværet af en kronisk infektion, i tidlige stadier af en kronisk infektion og i sene stadier af en kronisk infektion.

Cystisk fibrose-lunger er mere modtagelige overfor infektioner
Der blev observeret tydelige koloniserings-fænotyper, afhængigt af graden af bakteriel tilpasning. Bakterier indsamlet i fravær af kronisk infektion og bakterier fra tidlig kronisk infektion så ud til at kolonisere epitelet i store kolonier, og samtidig kunne de reducere epitelets sammenhængskraft og gå ned i vævet.

Bakterie-isolater fra sene stadier af kronisk infektion ser derimod ikke ud til at beskadige epitelet og fordeler sig som enkelte celler. Det er interessant, at luftvejsmodellerne fra CF-patienterne lader til at være mere modtagelige for gennemtrængning af epitelet end luftvejscellerne fra raske kontrolpersoner.

Filipas studie beskriver sammenhængen mellem P. aeruginosas tilpasning i luftvejene in vivo og den koloniseringsproces som man ser i inficerede luftvejsmodeller. Derudover tyder fundene også på forskelle i epitelceller fra cystisk fibrose-luftvejene og raske, der måske gør cystisk fibrose-luftvejene mere modtagelige overfor infektioner.