Göte Swedbergs forskargrupp

Utveckling av läkemedelsresistens hos bakterier och malariaparasiter

Är folsyremetabolismen fortfarande ett gångbart mål för kemoterapi?

Folsyremetabolismen har varit en viktig angreppspunkt för infektionsbehandling sedan sulfonamider introducerats som infektionsläkemedel på 1930-talet. Sulfonamider hindrar mikroorganismers folsyrasyntes genom att hämma ett enzym i syntesvägen, dihydropteroatsyntetas (DHPS). Bakteriell resistens mot sulfonamider förklaras som regel med ett förändrat DHPS. Hos gramnegativa enterobakterier är resistensen som regel plasmidburen, medan hos t.ex. Streptococcus pyogenes är resistensen kromosomal och beror på förändringar hos genen folP som kodar för DHPS.

I ett liknande projekt studeras resistensutvecklingen hos kariesframkallande streptokocker. Dessa visar generellt en låg grad av resistens, men vi har i försök i Uganda visat att hos HIV-positiva som tar sulfa-trimetoprimkombinationer som profylax påträffas en förhöjd grad av resistens mot dessa läkemedel.

Resistensen är emellertid relativt instabil och förloras som regel vid odling på laboratoriet. Preliminära försök visar ingen skillnad i sekvens hos läkemedlens målenzym, DHPS och DHFR, som kan förklara resistensen. Vi misstänker att resistensen bygger på ett ökat uttryck av dessa proteiner, antingen genom påverkan på transkriptionsreglering eller genom genamplifiering. Detta kommer att utredas ytterligare genom enzymaktivitetsmätningar och realtids-PCR.

Hos malariaparasiter utgör HPPK och DHPS två delar av en bifunktionell polypeptid och vi studerar interaktionen mellan de två delarna. Syftet är att ta fram nya typer av hämmare som inte direkt påverkar enzymets funktion utan mera interaktioner mellan de olika delarna. Enzymet hos malariaparasiten skiljer sig från motsvarande enzym hos bakterier genom att flera långa aminosyrakedjor är inskjutna i sekvensen.

Vi håller på att ta reda på hur nödvändiga dessa extra aminosyror är för enzymets stabilitet och funktion. Detta görs genom att införa kontrollerade deletioner och aminosyraförändringar i genen som kodar för proteinet. Resultaten analyseras dels genom komplemetationsförsök i bakterier som saknar dessa enzymaktiviteter, dels genom att rena proteiner och mäta enzymaktivitet.

Molekylär resistensdiagnostik i samband med malaria

Malaria är en av världens vanligaste infektionssjukdomar som årligen skördar milliontals offer. Snabb och precis diagnos samt insättande av adekvat läkemedelsbehandling är av stor betydelse för att begränsa dess utbredning.

Vid behandling av malaria orsakad av Plasmodium falciparum används bl.a. sulfonamider i kombination med dihydrofolatsyntetashämmare som pyrimetamin och proguanil. Resistens mot Fansidar, som är en kombination av sulfadoxin och pyrimetamin, har visats vara korrelerad med punktmutationer i generna för respektive målenzymer, dihydropteroatsyntetas (DHPS) och dihydrofolatreduktas (DHFR).

Denna kunskap kan utnyttjas för att med hjälp av PCR och nukleotidsekvensbestämning kartlägga förekomsten av resistens mot respektive läkemedel. I och med att många länder i Afrika övergår till nya behandlingsalternativ ingår även metodutveckling för att kunna upptäcka resistensutveckling mot nya läkemedelskombinationer baserade på artemisinin. I dessa projekt ingår samarbete med läkare och forskare i Afrika, i första hand Uganda och Sudan.

Är malariaparasiter som förvärvat resistensegenskaper mindre vitala?

Ett omfattande projekt att studera deta fenomen i verkligheten baseras på studier av patientprover från malariainfekterade personer i Sudan, där malariaparasiter kan överleva och påvisas i blodet hos människor som tillfrisknat efter en malariainfektion.

I Sudan sker spridning av malaria endast under tre månader i slutet av sommaren och det är endast under denna period läkemedel används. Genom att ta månatliga blodprover från patienter under den nio månader långa torrperioden kan vi ta reda på om resistenta parasiter har en lägre eller högre chans att överleva den långa tidsperioden mellan spridningssässongerna för malaria

 

Anställda och övriga verksamma

Länkarna nedan leder till universitetets personalkatalog