Vårt immunförsvar har flera viktiga försvarsspelare att koppla in när en infektion drabbar det centrala nervsystemet. När forskarna studerade vad som sker när en av dessa försvarsspelare, de vita blodkroppar som kallas neutrofiler, griper in vid bakteriell hjärnhinneinflammation, meningit, fann de en möjlig behandlingsstrategi som inte involverar antibiotika.
Vid en infektion tar sig neutrofilerna till det infekterade området för att fånga in och oskadliggöra bakterierna. Kampen är hård och i vanliga fall dör neutrofilerna själva, men om bakterierna är svåra att eliminera, tar neutrofilerna till andra knep.
– Det är som att de i ren frustration vänder ut och in på sig i ett desperat försök att fånga de bakterier som de inte lyckas få bukt med. På så vis fångar de in flera bakterier på en gång som i ett nät, eller NETs som det kallas. Det här fungerar väldigt bra på många ställen i kroppen där näten med de infångade bakterierna kan transporteras vidare i blodet och oskadliggöras i exempelvis levern eller mjälten. Men vid bakteriell hjärninflammation fastnar de här näten i ryggmärgsvätskan där det inte finns en effektiv reningsstation, säger Adam Linder, docent vid Lunds universitet och överläkare vid Skånes universitetssjukhus.
Neutrofiler och NETs
Neutrofiler är en del av immunförsvaret som tar sig till ett infekterat område för att döda eller fånga in bakterier eller andra skadliga ämnen. De kan även bilda så kallade NETs (Neutrophil Extracellular Traps), ett slags nät där neutrofilerna vänder ut och in på sig själv och blottar sitt inre som bland annat består av neutrofilernas DNA och proteiner.
På bilden syns överst syns vita blodceller (neutrofiler) i ryggmärgsvätskan vid bakteriell meningit. Cellkärnans DNA färgas blått och proteinerna i neutrofilerna är rödfärgade. De områden som är både blått (DNA) och rött (proteiner) är så kallade NETs, som frisätts som en försvarsmekanism mot invasiva bakterier vid bakteriell meningit. Foto: Tirthankar Mohanty
Näten löstes upp och bakterierna försvann
Med hjälp av avancerad mikroskopi såg forskarna att ryggmärgsvätskan hos patienter med bakteriell hjärnhinneinflammation var grumlig och full med klumpar, som visade sig vara NETs. Men hos patienter med hjärnhinneinflammation som var orsakad av virus var ryggmärgsvätskan klar och saknade NETs. Att de infångade bakterierna fastnar i ryggmärgsvätskan försvårar immunförsvarets arbete att rensa bort bakterierna och gör dessutom att vanlig antibiotika inte kommer åt bakterierna, menar forskarna.
Skulle det gå att klippa sönder näten så att bakterierna inte längre är skyddade mot kroppens immunförsvar och därmed även exponera dem för antibiotika – och på så vis göra det lättare att bekämpa dem? Eftersom näten, NETs, till stor del består av DNA, undersökte forskarna vad som sker när man tillför läkemedel som används för att klippa sönder DNA, så kallade DNase.
– Vi gav läkemedlet DNase till råttor med bakteriell hjärnhinneinflammation orsakad av pneumokockbakterier, och kunde visa att näten löstes upp och bakterierna försvann. Det verkar som att när vi klipper sönder näten exponeras bakterierna för immunförsvaret som lättare kan bekämpa bakterierna på egen hand. Vi noterade att antalet bakterier då minskade drastiskt, även utan antibiotikabehandling, berättar Tirthankar Mohanty, en av forskarna bakom studien.
Utvecklingen av resistens hos bakterier går allt snabbare
Före antibiotika var dödligheten i bakteriell hjärnhinneinflammation cirka 80 procent. När antibiotika började användas sjönk dödligheten snabbt till runt 30 procent. På 1950-talet observerade professor Tillett vid Rockefeller i USA, klumpar i ryggmärgsvätskan hos patienter med bakteriell hjärnhinneinflammation (meningit). Tillett kom fram till att man kunde lösa upp dessa klumpar med hjälp av DNAse. Detta var effektivt tillsammans med antibiotika och minskade dödligheten i meningit från cirka 30 procent till ungefär 20 procent. Dock gav denna behandling allergiska biverkningar då DNAset var utvunnet från kreatur.
– På den tiden var alla så lyckliga över antibiotikan, den sänkte dödligheten i allvarliga infektioner som sepsis och meningit och man trodde att vi vunnit kriget mot bakterierna. Jag tror att vi behöver gå tillbaka och plocka upp en del av den forskningen som pågick precis kring antibiotikans genombrott. Vi kanske kan dra lärdomar från en del av de upptäckter som då spolades ned i avloppet, säger Adam Linder.
Nu vill forskarna gå vidare och sätta upp en större internationell klinisk studie och behandla patienter med bakteriell hjärnhinneinflammation med DNAse.
– Resistensutvecklingen hos bakterier går allt snabbare och vi behöver alternativ till antibiotika. Det läkemedel vi använt i studierna är redan testat i människa, de är inte dyra och har även prövats mot många olika bakterier och infektioner. I många delar av världen är bakteriell hjärnhinneinflammation en stor utmaning, i Indien är det till exempel en stor dödsorsak hos barn. Där skulle nyttan av en sådan här behandlingsstrategi vara betydande, säger Thirthankar Mohanty.
Artikel
”Neutrophil extracellular traps in the central nervous system hinder bacterial clearance during pneumococcal meningitis”,