Kan man forhindre biofilm-relaterte infeksjoner uten antibiotika?

Studier fra de to siste tiårene har vist at bakterier lever i biofilmer, små bakteriesamfunn på overflater. Biofilmdannelse er et resultat av kommunikasjon mellom bakterier. I kroppen kan biofilmer beskytte verten mot skadelige bakterier, men ved endringer i balansen kan en bakterie få overtaket og lede til infeksjoner. Biofilmer kan for eksempel lede til infeksjoner i forbindelse med implantater. Slike infeksjoner er vanskelige å behandle og fører ofte til tap av implantatet. Eksisterende behandling innbefatter i de fleste tilfeller antibiotika. Bakterier i biofilm er imidlertid motstandsdyktige og vanskelige å drepe. Samtidig ser vi en økende utvikling av antibiotikaresistens, noe som gir enda større utfordringer i behandlingen av implantatinfeksjoner. I sin doktoravhandling har Jessica Lönn-Stensrud studert muligheten for å forhindre dannelse av biofilm på overflater gjennom bruk av furanoner.

Hovedhensikten med avhandlingen var å undersøke om furanoner, et stoff som blir produsert naturlig av rødalgen Delisea pulchra, kunne påvirke biofilmdannelse, og om de kunne bli interessante å bruke ut fra et klinisk perspektiv.

I første omgang ble forskjellige furanoner syntetisert ved en ny enkel og produktiv syntesevei. Ved å dekke overflater med de syntetiserte furanonene ble dannelsen av biofilm hos Streptococcus anginosus, Streptococcus intermedius, Streptococcus mutans og Staphylococcus epidermidis redusert med opp til 76 %.

Konsentrasjonen som ble brukt påvirket ikke bakteriell vekst, og konsentrasjonene var også mye lavere enn de etablerte MIC-verdiene (Minimal inhibitorisk konsentrasjon). Dette, sammen med at det var mulig å oppheve effekten av furanonene gjennom å tilsette et syntetisk kommunikasjonsmolekyl, viste at furanonene reduserte biofilmdannelse gjennom å forstyrre bakteriell kommunikasjon, uten å drepe bakteriene.

På denne måten blir det ikke utøvet et selektivt press på bakteriene, noe som reduserer risikoen for utvikling av resistens mot furanonene. For å kunne vurdere om furanonene kan bli klinisk interessante, ble det utført en irritasjonsstudie ved NIOM (Nordisk Institutt for Odontologiske Materialer). Furanonenes eventuelle irritasjonspotensial på sensitive vev ble undersøkt. Det ble også foretatt en in vivo- studie på mus for å undersøke furanonenes toksisitet. De konsentrasjoner som ble brukt for å redusere biofilmdannelse var hverken irritative for sensitivt vev, eller toksiske for mus. Dette gir støtte for at furanoner kan være potensielle virkemidler mot bakterielle infeksjoner, blant annet på implantater.

Adresse: Jessica Lönn-Stensrud, Institutt for oral biologi, Pb. 1052 Blindern, 0316 Oslo. E-post: jessiclo@odont.uio.no

Jessica Lönn-Stensrud disputerte den 6. November 2009 ved Det odontologiske fakultet, Universitetet i Oslo, med avhandlingen «Synthetic furanones and inhibition of biofilm formation». Prosjektet er utført ved Institutt for oral biologi og Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo, under veiledning av professor Anne Aamdal Scheie, førsteamanuensis Fernanda C. Petersen og professor Tore Benneche.