Antimikrobiel resistens (AMR) er en af de mest alvorlige sundhedstrusler i vores tid.
Resistensen betyder, at vi inden få årtier måske ikke længere vil kunne behandle bakterie- infektioner med antibiotika. Det er derfor afgørende, at der bliver udviklet nye midler, som kan være et alternativ til den nuværende antibiotika. Det har været hovedmålet for den nordiske forskningsgruppe Graphene-based drug delivery systems for treating MRSA infections (GraMI) | NordForsk, som nu er kommet op med en mulig strategi til at bekæmpe multiresistente gule stafylokokker, også kaldet MRSA. Det er bakterier, der normalt findes på menneskers hud og slimhinder, og som kan forårsage infektioner.
Ivan Mijakovic er professor ved Chalmers Universitet i Sverige og leder projektet:
"Der bliver ikke længere produceret så mange nye antibiotikamidler på verdensplan, og bakterier bliver mere og mere resistente. Det er et kæmpe problem. I vores projekt har vi ønsket at udvikle et nyt våben mod bakterier, og vi kan nu præsentere et muligt alternativ til de antibiotika, som er på markedet," siger han.
Projektet er tværvidenskabeligt og har tre partnere - Chalmers Universitet, SINTEF i Norge og Danmarks Tekniske Universitet. De har hver især udviklet en komponent, som tilsammen udgør det, der kan blive en ny behandling mod antibiotikaresistens.
Vand i menneskekroppen
Menneskekroppen består af 75 procent vand. Når vi tager medicin i form af piller, så bliver medicinen opløst ved hjælp af det vand, vi har i kroppen.
Forskere fra projektet fandt et molekyle, som var meget effektivt mod bakterier, og det er hele formålet med et antibiotikum. Sammenlignet med de klassiske antibiotika på markedet, som du kan købe på apoteket, så er det her langt mere potent. Men der er et grundlæggende problem med molekylets kemi.
"Problemet med det her antibiotikum er, at man ikke kan putte det i en pille og give det til folk, fordi det ikke kan opløses i vand, og så vil det ikke være effektivt mod bakterier. På trods af det store potentiale, kunne forskeren ikke komme videre. Så det er én af vores tre komponenter. Et meget stærkt, men ubrugeligt antibiotikum på grund af den hydrofobe egenskab," siger Ivan Mijakovic.
Egyptiske mumier
Vi ved fra egyptiske mumier, at egyptiske faraoer i antikken brugte guld- eller sølvredskaber til at behandle sygdomme. Nogle af de præserverede mumier har tandimplantater lavet af guld eller sølv. Det er kendt, at de dræber bakterier.
Forskere fra Danmarks Tekniske Universitet har udviklet en teknologi til at lave små nanopartikler af guld og sølv. De er antimikrobielle og kan dræbe bakterier. Det, at de er så små, nanoaspektet, gør også, at de kan opløses i vand. De kan endda sprøjtes ind i blodbanen som en behandling.
"De er endnu ikke godkendt til menneskebrug, men der er lavet mange forsøg med laboratoriedyr, hvor de små nanopartikler er blevet indsprøjtet og har kunnet bekæmpe infektioner. Men de har også visse begrænsninger. Ligesom antibiotikummet fra det første komponent, så har også disse nanopartikler nogle gode og dårlige sider", siger Ivan Mijakovic.
Blyantens sorte spor
Hvis du skriver på et stykke papir med en klassisk blyant, så efterlader blyanten et sort spor. Det skyldes, at kulstoffet i blyanten består af tynde plader eller lag af kulstofatomer. Et enkelt lag af kulstofatomer kaldes grafen. Har du mange tynde lag, som sættes sammen, så har du en blyant. Når man skriver med en blyant, så er der friktion mellem blyanten og papiret, og så mister blyanten nogle af disse grafenlag, som falder af og bliver værende på papiret.
"Vi fandt ud af, at hvis man lægger grafenlagene ved siden af hinanden, så de ligesom danner en tæt skov med den skarpe kant opad, så har bakterier et problem, fordi grafenlagene er som molekylære knivblade. De er meget skarpe og kan skære i bakterier," siger han og tilføjer:
"Bakterier kan ikke beskytte sig mod den skarpe kniv, for det er ikke et kemisk drabsprincip. Det er et mekanisk, fysisk drabsprincip, og til det har bakterier ikke noget værn. Vi har også påvist, at hvis man udsætter de få overlevende bakterier for de her skarpe knive en gang til, så bliver de ikke mere modstandsdygtige med tiden. Knivene er simpelthen en uoverstigelig udfordring for dem."
Antibakterielt 'våben'
Grafenlagene udgør det tredje og sidste element i det, der kan blive en ny antibakteriel behandling.
"Tilsammen udgør de her tre komponenter et antibakterielt 'våben', som er meget effektivt mod bakterier. Vi har altså det første hydrofobe antibiotikum, de metalliske nanopartikler, sølv eller guld, som også er giftige for bakterier, og disse grafenknive, som gør mekanisk skade på bakterier. Vi forsøger med det her tredelte middel at angribe bakterier fra forskellige sider på samme tid," siger Ivan Mijakovic.
Det nye antibakterielle ”våben” er endnu ikke godkendt til brug. Projektets forskere håber på at få kliniske tests i fremtiden, så det måske på et tidspunkt kan blive godkendt og anvendt til behandling.
