Av: Ragnhild Sætra og Sindre Ullmann, ph.d.-stipendiater ved Institutt for klinisk og molekylær medisin, NTNU
Ragnhld Sætra og Sindre Ullmann
24. mars 1882 ble det kjent at Robert Koch hadde oppdaget bakterien som forårsaker tuberkulose, Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Derfor markerer vi verdens tuberkulosedag på denne datoen.
Selv om Covid-19 er lungeinfeksjonen det snakkes mest om for tiden, er det tuberkulose som på verdensbasis er ledende dødsårsak forårsaket av en enkelt infeksjon. Hvert år dør 1,5 millioner mennesker av tuberkulose, og verdens helseorganisasjon (WHO) anslår at en fjerdedel av verdens befolkning er bærere av bakterien.
Tuberkulose smitter mellom mennesker ved at syke personer hoster opp dråper som inneholder Mtb, og denne aerosolen pustes inn av friske personer. Dermed kommer bakteriene ned i lungene, hvor de spises av makrofager. Disse cellene forsøker å drepe tuberkulosebakteriene og rekrutterer andre immunceller. Etter hvert dannes et granulom, der Mtb og ulike immunceller er avgrenset av bindevev. Ved dette stadiet er sykdommen kontrollert og ikke smittsom – men i noen tilfeller vil cellene begynne å dø og innkapslingen kan sprekke. Da kan den infiserte personen hoste opp tuberkulosebakterier og smitte andre.
I vår forskningsgruppe ved Senter for Molekylær Inflammasjonsforskning (CEMIR) i Trondheim forsker vi på tuberkulose. Vi er spesielt interesserte i hvordan menneskets immunforsvar reagerer på infeksjonen, siden mer kunnskap på dette feltet kan legge grunnlaget for bedre behandling og forebygging av økt antibiotikaresistens.
Journalen Nature Communications aksepterte nettopp vår forskningsartikkel «Plasma membrane damage causes NLRP3 activation and pyroptosis during Mycobacterium tuberculosis infection» for publisering. Her viser vi at tuberkulosebakterien kan skade plasmamembranen til vertscella den befinner seg i, noe som fører til aktivering av et proinflammatorisk signaleringskompleks og celledød. Dette kan føre til at bakterien sprer seg og forårsaker mer skade på lungevevet. Vi tror at mekanismene vi har funnet kan være viktige i forståelsen av lungeskader forårsaket av overdreven inflammasjon, samt celle-til-celle-spredning av Mtb. Artikkelen vår blir publisert i journalen om noen uker, men for de som ikke kan vente er en tidlig versjon tilgjengelig i bioRxiv.
Dette er en tredimensjonal figur av ei immuncelle (i grått) som holder på å “spise opp” – fagosytere – en klump med tuberkelbakterier (i blått). Bildene som utgjør denne tredimensjonale fremstillingen er tatt med et elektronmikroskop. Det er den ytre overflaten til cella vi ser i grått og en kan tydelig se de karakteristiske rysjene som cella skaper når den skal fagosytere noe. Noen få minutter før prosessene mellom cella og bakteriene ble stoppet (cella ble fiksert) skadet bakteriene membranen til cella i et område under bakterieklumpen.
Dette er en tredimensjonal modell av to tuberkelbakterier (i blått) basert på en serie todimensjonale elektronmikroskopbilder. Bakgrunnen er ett av disse bildene. Disse to bakteriene ble først fagosytert av ei immuncelle og dermed fanget i en liten “membranboble” – fagosom – på innsiden av cellen, som en liten såpeboble inni en større såpeboble. Deretter skadet bakteriene membranen som fagosomet var laget av. I øyeblikket der denne cella ble fiksert forsøker den på ny å pakke bakteriene inn i membraner (i gull) for å gjenskape “bobla” der immuncella kan drepe bakterien.
Figurer: Sindre Ullmann og Marianne Sandvold Beckwith