STINT Box 3523
103 69 STOCKHOLM
Tel:08-671 19 90
E-post:info(#at#)stint(#dot#)se
 
 
» I fokus

Transkriptomanalys: Akut och kronisk infektion

Publicerad 2000-01-14


Mikael Rhen, docent vid Mikrobiologiskt och tumörbiologiskt centrum vid Karolinska Institutet beviljades våren 2003 ett långsiktigt bidrag för samarbete med två grupper. I samarbetet ingår Jay Hinton vid Food Safety Science Divison, Institute of Food Research, Norwich Research Park Storbritannien och Graham Walker vid Dept of Biology, Massachusetts Institute of Technology USA.

I regel förväntar vi oss att bli av med en sjukdomsalstrare efter genomgången akut infektion. Vissa sjukdomsalstrande mikroorganismer tycks däremot trotsa kroppens immunförsvar och stannar kvar i kroppen i år eller decennier efter en skenbar konvalescens. Tuberkulos (orsakad av Mycobacterium tuberculosis) och typhoid feber (orsakad av Salmonella enterica) är exempel på infektionssjukdomar som hos människa kan etablera kroniskt bärarskap. De centrala frågorna i detta sammanhang är hur en akut infektion kan konvertera till ett stillsamt bärarskap, och varför immunförsvaret hos en del av de insjuknade inte förmår utplåna inkräktaren. Vad som tillspetsar frågan är att vissa bakterier utnyttjar en av immunförsvarets centrala celler, makrofagen, vid etablerandet av den kroniska infektionen.

För att besvara dessa frågor har vi arbetat fram ett par bakteriestammar av S. enterica, varav den ena orsakar akut och den andra kronisk infektion. Vi har visat att de två varianterna av bakterien beter sig olika inne i makrogafer; den kroniska varianten växer mycket bättre än sin systerstam inne i dessa försvarsceller. Därvid uppkommer frågor om hur bakterien gör detta samt huruvida förmågan till ökad tillväxt är kopplad till förmågan att etablera kronisk infektion. Förklaringen torde ligga i att de olika bakterievarianterna uttrycker olika egenskaper när de befinner sig inuti makrofagerna. En logisk förklaring, men hur analysera skillnader i bakteriellt genuttryck när man inte har någon aning om vilken eller vilka utav Salmonella-bakteriens ca 4500 gener som är berörda ?

När vi definierade problemet kring år 2001, så ansågs frågeställningen vara relevant men inte tekniskt genomförbar. En möjlighet att beskriva uttrycket av gener skulle vara att bestämma den mängd mRNA, en molekyl som behövs för översätta en gen till ett protein, vilket producerats av de individuella generna. Ett stort problem var hur man skulle lyckas skilja bakteriens mRNA från makrofagens mRNA. Samtidigt visste vi att ett laboratorium i Norwich i England byggde ut en metodik vilken i princip möjliggör detektionen av alla gener i ett sekvenserat genom skilt för sig, men som även tillämpas för att mäta mRNA-halten av motsvarande gener. Efter kontakt med det Engelska laboratoriet beslöt vi oss för att anta utmaningen att försöka separera det bakteriella mRNA:t från infekterade makrofager och sedan använda detta mRNA för analys. Skulle vi lyckas, så skulle vi kunna jämföra genuttryck på helgenomsnivå på bakterier som växte utanför och inuti en cell, samt kunna jämföra skillnader i genuttryck. Och det är här som stiftelsen STINT kommer in ett anslag. Detta gjorde det möjligt för oss att besöka Norwich från Stockholm, och vice versa. Syftet med detta utbyte av såväl doktorander som mer seniora forskare var att dels lära ut endera laboratoriets specalkunskaper till det andra, dels att därmed bygga upp en gemensam koordinerad metodikpark. Därtill har vi hållit gemensamma minisymposier, två i Norwich och ett i Stockholm, för att kunna analysera erhållna data.

Vi lyckades isolera det första preparatet av bakteriellt mRNA från infekterade makrofager tidigt 2002, och lite senare erhölls de första inblickarna i det bakteriella intracellulära transkriptomet, dvs de gener bakterien uttrycker när den befinner sig inuti en makrofag. I korthet visar resultaten att även en bakterie klär sig efter tillfället. När bakterien byter omgivning till att växa i en makrofag så styrs expressionen om av ca en fjärdedel av bakteriens gener. Observationerna visar att Salmonella-bakterier under laboratorieförhållanden inte är lika de vi ser uppträda under en infektion. Därefter har vi självfallet jämfört transkriptomen för det ovan nämda akuta-kroniska stamparet. Det visar sig då att båda varianterna av S. enterica reagerar förhållandevis lika på inträdet i makrofager, men bara nära intill lika; den variant som förorsakar kronisk infektion styr om uttrycket av bakteriegener som krävs för intracellular tillväxt. Den förestående uppgiften för STINT-nätverket är att översätta denna modulering i sjudomspotential till skiftet mellan en akut och kronisk infektion. Detta måste göras för att klargöra vilka mekanismer bakterier använder sig av för att etablera kroniska infektioner och för att skifta från akut till kronisk infektion. Förståelsen av dessa mekanismer är central för att vi i framtiden skall kunna förhindra uppkomst av kroniska infektioner och därmed stoppa en viktig smittspridningsväg.

Mikael Rhen

Karolinska Institutet

Senast uppdaterad: 05-01-17 08:54

 
 
Nyheter
Ny rapport: Sveriges internationella forskningssamarbeten

Tisdagen den 7 november anordnade STINT frukostseminariet Forskning i en snabbt föränderlig värld. Nu kan du se webbsändningen, samt ta del av rapporten och presentationerna.


STINT & RJ erbjuder nytt program: Sweden-Japan 150 Anniversary Grants

För att uppmärksamma att Sveriges diplomatiska relationer med Japan firar 150 år under 2018 genomförs en särskild utlysning i samarbete mellan STINT och Riksbankens Jubileumsfond (RJ).


Pressmeddelande: Göteborgs universitet beviljas STINTs GII

1 miljon kronor tilldelas Göteborgs universitet med fyra medsökande lärosäten inom STINTs satsning Grants for Integration and Internationalisation.


STINT investerar 10 miljoner kr i fyra internationaliseringsprojekt

STINTs styrelse har beslutat att investera 10 000 000 kronor i fyra projekt inom programmet Strategic Grants for Internationalisation för perioden 2017–2020.