Baner vei for nye typer antibiotika som skal ta knekken på resistente bakterier
Med statistikk og maskinlærende algoritmer kan vi bekjempe resistente bakterier.
Masseforbruk av antibiotika har ført til en nærmest katastrofal spredning av resistente bakterier. Nye funn tyder på at nye datamodeller kan bremse utviklingen.
Antibiotika og vaksiner er blant de største livsbevarende medisinske oppfinnelser i menneskets historie. Rundt første verdenskrig lå infeksjonsdødeligheten ennå på 90–100 prosent.
Forandringen kom med Alexander Flemings oppdagelse av penicillin i 1928. Da masseproduksjonen av penicillin kom i gang, sank dødeligheten ved infeksjonssykdommer raskt. Penicillin ble til og med markedsført i gatereklame som et raskt botemiddel mot gonoré.
Et bakteriefritt hjem
Et par tiår senere begynte idealet om et mikrobefritt hjem å slå rot i en del land i den vestlige verden. Antibakterielle produkter, alt fra vaskemidler, parkettvoks, sjampo og treningsplagg, skulle markedsføres med denne magiske tittelen.
Men masseforbruk av antibiotika og antibakterielle produkter har fått store negative konsekvenser. I to rapporter fra Verdens helseorganisasjon (WHO) fra 2014 og 2017 slås det alarm om at den eksplosive veksten av antibiotikaresistens er en global trussel mot menneskenes helse, og at de medfølgende problemene med å kurere infeksjoner kommer til å koste mange mennesker livet.
Ukontrollert overforbruk
Nye forskningsrapporter viser at inntil 98 prosent av barna i enkelte asiatiske land kan være bærere av multiresistente bakterier. Dette er en konsekvens av ukontrollert overforbruk av ulike typer antibiotika i disse landene. Resistensen innebærer at infeksjonene blir umulig å kurere.
Globalisering fører til at resistensen sprer seg som ild i tørt gress fra land til land. Situasjonen er fortsatt under kontroll i mange deler av verden, men tegn på økt forekomst av resistens finnes så godt som overalt.
Antibiotikaresistens er i seg selv ikke noe nytt fenomen. Resistente bakteriestammer blir vanligvis rapportert innen medisinsk forskning allerede 1–2 år etter at en ny type antibiotika er tatt i bruk.
Forskere har forsøkt å utvikle nye botemidler mot resistente bakterier. En lovende metode kalles bakterofagterapi, etter bakteriofager som er virus som er tilpasset å angripe og drepe bakterier. Men selv her frykter man bakterienes resistens mot bakteriofager, i tillegg til vanskeligheter med å bruke disse ved visse typer infeksjoner.
Ny metode
Ved Oslo Centre for Biostatistics and Epidemiology (OCBE) har vi funnet en statistisk metode som sammen med Big Data nå kan åpne nye muligheter for å utvikle skreddersydde medisiner mot bakterieinfeksjoner.
Vi publiserte nylig den første modellbaserte statistiske analysen av interaksjoner mellom mutasjoner fra den største kjente populasjonssamlingen av tusenvis av pneumokokkbakterier.
Utfordringen ved slike analyser er enorm, ettersom en modell som kartlegger hele genomet inneholder ca. 100 milliarder ukjente interaksjonskoeffisienter. Bakterienes komplekse genstruktur krever at man bruker smarte algoritmer og avansert statistikk for å finne de mest relevante interaksjonene.
Parallelle beregninger i en superkluster-datamaskin tok rundt 300.000 CPU-timer.
Kan minimere risiko
I studien oppdaget vi en rekke tidligere ukjente interaksjoner både hos penicillinbindende proteiner og andre gener. Dette viser at man ved hjelp av Big Data, altså analyse av enorme mengder data, kan lære seg hvilke gener som har en selektiv kobling fra naturens side. Ved å bruke kunnskap fra dette datamaterialet kan man i fremtiden finne nye kandidater av medisinmolekyler som kan hindre fremveksten av bakterier og stoppe en infeksjon.
Ettersom beregningsmetoden kan finne interaksjoner i kjernegenomet hos en bakterieart, kan man forsøke å minimere risikoen for at resistens sprer seg til andre arter. Det skiller seg fra dagens antibiotika, som oftest retter seg mot alle typer bakterier.
Å drepe alle typer bakterier har vist seg å være enda en negativ konsekvens ved antibiotikabruk, siden det ofte forstyrrer balansen av nyttige bakterier i tarmen.
Trenger støtte fremover
Legemiddelindustrien har lenge i hovedsak vært uinteressert i å utvikle nye antibiotika, ettersom det er veldig dyrt. I tillegg ventes inntektene å falle fremover hvis man etterstreber å minimere bruken av antibiotika for å bremse utviklingen av resistens.
Dermed må problemet løses med allmennyttig forskning. Forskning er en kostbar virksomhet, og for å finne nye svar på den utfordringen vi står overfor i dag, trenger vi støtte fra filantroper og stiftelser som vil fremme helseforskning som ligger helt i front.
Følg Aftenposten Viten på Facebook og Twitter!
Her er flere spennende saker fra Viten:
- Hvorfor holder alle kjeft om blærekreft?
- Frø fra seks arter skal reparere norsk natur
- Trondheimsfjorden er verdens første testområde for førerløse skip
- Avslører innholdet i maten vår med smarte sensorer
- Forskere vil lage kunstig liv. Hvor går grensen?
- Hvorfor ha vi sex?
- Kan økolandsbyer ha like positiv effekt på den mentale helsen som søsken?
- Kan databeregninger erstatte dyreforsøk?
