Mange af os har prøvet det: Det føles som om, du skal tisse hele tiden, og når du gør, føles det som at tisse nåle. Det er blot nogle af de ubehagelige symptomer, man kan have under en urinvejsinfektion, og hvis du har oplevet det, er du bestemt ikke den eneste! Heldigvis eksisterer der et stort udvalg af forskellige antibiotika, der for det meste hurtigt kan udrydde de invaderende bakterier og gøre kroppen fri for infektion. Dog sker det oftere og oftere, at urinvejsinfektionen, som hovedsageligt skyldes bakterien E. coli, vender tilbage, når antibiotikabehandlingen stoppes.

Cirka 25% af tidligere smittede oplever, at infektionen blusser op igen indenfor seks måneder efter behandlingens ophør, og nogle særligt uheldige individer oplever op til seks tilbagefald i løbet af et år. Urinvejsinfektioner er derfor de hyppigst forekommende bakterieinfektioner verden over og påvirker op til 150 millioner mennesker hvert år.

Ud over at være skyld i personligt ubehag og sygdom, forårsager disse infektioner også alvorlige sundhedsmæssige og socioøkonomiske problemer, der kun bliver værre af, at de er så svære at komme af med. Der er mange spekulationer om, hvorfor så mange mennesker oplever disse problematiske tilbagevendende urinvejsinfektioner, og forskere i hele verden har prøvet at finde en forklaring på netop dette. Det er her, vi, en gruppe studerende på Roskilde Universitet, kommer ind i billedet.

Det har længe været kendt, at bakterier kan beskytte sig selv mod antibiotika og værtsorganismens immunsystem på mange forskellige måder. Et stigende antal bakteriearter overlever i dag intense antibiotikabehandlinger, og vi besluttede at dedikere vores bachelorprojekt til at belyse koncepterne og teorien bag de overlevelsesmekanismer, som bakterierne benytter sig af.

Bakteriernes overlevelsesmekanismer

Antibiotikaresistens beskriver bakteriers evne til at overleve og dele sig ved høje antibiotikakoncentrationer, uanset varigheden af behandlingen. I lang tid antog forskere, at resistens var hovedårsagen bag den stigende tendens til tilbagevendende urinvejsinfektioner. Dog er det blevet klart, at denne ikke kun skyldes bakteriernes evne til at udvikle antibiotikaresistens, men at to andre overlevelsesmekanismer kaldet tolerance og persistens også bidrager.

Når antibiotikummet raser, kan bakterier blive tolerante ved at nedsætte deres vækst markant. Nogle gange stopper de væksten helt og går i dvale, hvilket kaldes persistens. Da antibiotika primært rammer bakterier i vækst, kan overlevelsesmekanismerne tolerance og persistens gøre det muligt for hele bakteriepopulationen, eller en lille del af den, at overleve ved antibiotikakoncentrationer, der under normale omstændigheder ville slå dem ihjel. Efter behandlingens afslutning kan de tolerante eller persistente bakterier igen vokse og dele sig, som om intet var hændt. Og på den måde kan en urinvejsinfektion blusse op igen og igen.

Et problem ved, at der er flere forskellige bakterielle overlevelsesmekanismer i spil er, at de screening- og diagnosemetoder, der på nuværende tidspunkt benyttes, hverken er i stand til at detektere eller skelne mellem dem. Det er særligt problematisk i forhold til tolerante og persistente bakterieceller, som man fejlagtigt kan komme til at kategorisere som modtagelige over for et givent antibiotikum. Det er fordi bakterierne stopper deres vækst eller går i dvale og derfor ikke ser “levende” ud, som resistente bakterier gør, når de dyrkes med antibiotika. Med andre ord ser det ud som om, at de tolerante eller persistente bakterier dør ved lige så lave antibiotikakoncentrationer som de modtagelige.

I virkeligheden dør bakterierne ikke, men gemmer sig for antibiotika ved at nedsætte deres cellulære processer og derved stoppe deres vækst eller helt gå i dvale. Konklusionen fra laboratoriet vil derfor være, at patientens infektion kan behandles med det afprøvede antibiotikum. Og så har vi balladen, når bakterierne overlever antibiotikakuren og på ny kan inficere urinvejene, når behandlingen er slut.

Kunsten at skelne mellem mekanismerne

På baggrund af den ovenstående viden, har vi i vores bachelorprojekt sammenfattet en ny procedure, som gør det muligt at skelne mellem resistens, tolerance og persistens. Denne foreslåede procedure gør det også muligt at finde frem til, hvorfor infektionen ikke forsvinder efter behandling.

Proceduren (se flowdiagram) består af flere skridt for at sikre, at man kan opdage og derved behandle tolerante eller persistente bakterier korrekt. Det første skridt i proceduren er en såkaldt Tolerance Disk test (TDtest), oprindeligt udviklet af den israelske forsker Orit Gefen og kolleger i 2017. Denne test er en videreudvikling af den oprindelige disk diffusion test, hvor man dyrker bakterier i en petriskål med næring og derefter udsætter dem for antibiotika. Hvis bakterierne ikke dør af antibiotikummet, er de resistente, men hvis det derimod ser ud som om, de dør, kan dette indikere, at de er modtagelige.

Det særlige ved TDtesten er, at der tilføjes næring efter antibiotikabehandlingen, for at se om de tilsyneladende modtagelige og formodet dræbte, bakterier vokser frem på ny. Hvis dette er tilfældet, indikerer det, at der er tolerante eller persistente bakterier til stede. Det er dog vigtigt, at man vælger et medium, der efterligner det naturlige miljø i urinvejene, når man laver TDtesten, da dette har en effekt på, hvor modtagelige bakterierne er over for antibiotika, og derfor kan påvirke resultatet af testen