Framtidens patogener och resistensgener
- Diarienummer
- FFL21-0174
- Projektledare
- Bengtsson-Palme, Johan
- Start- och slutdatum
- 220801-271231
- Beviljat belopp
- 15 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Chalmers University of Technology
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Med undantag för de vanligaste patogenerna är vår kunskap om vilka gener som bidrar till patogenes och antibiotikaresistens mycket begränsad. För att förebygga utbrott av bakteriesjukdomar, potentiellt med nya former av antibiotikaresistens, behöver vi få en bättre förståelse för vilka mekanismer för patogenes och resistens som inte är vanliga hos patogener idag. Det här projektet kommer lägga grunden för förebyggande övervakning av nya patogener och typer av antibiotikaresistens. För att göra detta kommer vi att undersöka följande frågor: 1) vilka gener hos opportunistiska patogener bidrar till deras förmåga att orsaka sjukdom; 2) hur påverkar patogener interaktionerna i etablerade bakteriesamhällen; och 3) hur utvecklar bakterier resistens mot nya antibiotika? För att svara på dessa frågor kommer vi använda en kombination av modeller för bakteriesamhällen, storskalig transposon-mutagenes (INSeq), innovativa odlingsmetoder, samt sekvensering av DNA och RNA. På detta sätt kommer vi att 1) hitta nya mekanismer kopplade till sjukdom i opportunistiska patogener, 2) följa hur patogener påverkar bakteriesamhällen, 3) identifiera gener och arter som är viktiga för bakteriesamhällens stabilitet, och 4) upptäcka gener som gör bakterier resistenta mot nya antibiotika. Projektet kommer möjliggöra datadriven övervakning för att hindra uppkomsten av nya virulenta och resistenta patogener och stoppa nya infektionssjukdomar innan de blir allvarliga problem för sjukvården.
Populärvetenskaplig beskrivning
Bakterier har en central roll för vår hälsa. Människans mikrobiom (de bakterier som naturligt lever i och på kroppen) bidrar med viktiga funktioner som hjälp med matsmältningen och skydd mot oönskade bakterier. Vissa bakterier vänder sig dock emot oss och orsakar smittsamma sjukdomar. Vi vet idag ganska mycket om hur de vanligaste sjukdomsbakterierna orsakar sjukdom, men vår kunskap om hur gener som ger dessa egenskaper uppkommer och var de ursprungligen kommer ifrån är mycket begränsad. Detta gör att även om vi kan utföra övervakning för att hitta potentiella sjukdomsutbrott i t.ex. sjukhusmiljöer, djurhållning och reningsverk, så kan vi bara hitta de sjukdomsbakterier som vi redan känner till. Det gör det omöjligt att förutspå vilka framtidens sjukdomsbakterier kan vara och varifrån de kan komma. Som vi lärt oss från covid-19-pandemin är sådan kunskap helt avgörande för att stävja utbrott av smittsamma sjukdomar tidigt, oavsett om de orsakas av virus eller bakterier. Det här projektet kommer att undersöka vilka gener som gör att bakterier orsakar sjukdomar och hur bakterier blir resistenta mot vårt bästa vapen för att bota bakteriesjukdomar: antibiotika. Vi kommer att undersöka vilka gener som gör att bakterier blir bättre eller sämre på att ta sig in i och överleva i människans mikrobiom. För att hitta dessa gener kommer vi att använda modeller av människans mag- och- tarmsystem och i stor skala testa hur sjukdomsbakterier som saknar viktiga gener klarar att övervinna människans mikrobiom. På samma vis kommer vi att undersöka vilka gener som upprätthåller stabiliteten i mag- och tarm-mikrobiomet, och på så vis håller sjukdomsbakterier borta. Detta kommer vi göra genom att ersätta viktiga bakterier i våra modeller med motsvarande bakterier som saknar specifika gener. Till sist kommer vi också att leta efter gener som ger resistens mot antibiotika som idag är under utveckling, genom att storskaligt odla bakterier från olika miljöer i närvaro av dessa antibiotika. Vi kan på detta sätt hitta bakterier som är motståndskraftiga mot dessa nya läkemedel. Genom projektet kommer vi upptäcka nya gener och mekanismer som gör att bakterier orsakar sjukdom och blir resistenta mot antibiotika. Sådan kunskap är central för att vi ska kunna upptäcka framtida hot mot vår hälsa och sjukvård i tid, innan de orsakar stora sjukdomsutbrott. På det sättet kan kunskapen vi bidrar med spara både människoliv och flera miljarder kronor i ökade sjukvårdskostnader över tid.