Verdenspremiere på døden i en celle med tuberkulose

Som de første har forskere ved NTNU gjennom å filme i detalj klart å vise akkurat hvordan tuberkulosebakterien dreper inne i en celle. Hvert år dør 1,5 millioner av tuberkulose. Se filmene her.

Tuberkulosebakterien har eksistert så lenge menneskeheten har eksistert.

For å bekjempe bakterien må vi vite hvordan den angriper kroppens immunsystem.

Nå har forskere ved NTNU tatt et steg videre. Gjennom å filme. 

Noen blir aldri friske av tuberkulose

Professor Trude Helen Flo forteller at tuberkulosebakterien gjemmer seg i cellene som egentlig skal ta knekken på den. Forskerteamet filmet infeksjonen i flere 24 timers sekvenser. Foto: Geir Mogen / NTNU

Sannsynligvis har hvert fjerde menneske tuberkulosebakterien på lur inne i kroppen, selv om bare fem til ti prosent av dem igjen blir syke.

De som blir syke må gå på antibiotika i opptil to år.

På grunn av antibiotikaresistens blir noen aldri friske. De som har hatt sykdommen og overlevd, blir ikke immune.

En av de som lever tett med tuberkulosebakterien er professor Trude Helen Flo hos CEMIR ved NTNU.

Nå har hun sammen med nanoteknologene Kai og Marianne Sandvold Beckwith ved NTNU og EMBL Heidelberg klart å filme i detalj hvordan dødsprosessen er inne i en celle. 

Dette er sjelden kost, også blant forskere. Derfor har verdenspremieren blitt publisert i det svært anerkjente tidsskriftet Nature Communications.  

– Vi merket tuberkulosebakterien og noen av proteinene vi studerer i cellene med fluorescerende farger som blått, rødt og grønt. Vi filmet med avansert fluorescens-mikropskopi før vi studerte de i 3D elektronmikroskop. Dette gir oppløsning i nanometer,  sier Flo.

Filmet infeksjonen i over 24 timer

De verste bakteriene er de beste til å lure kroppens immunsystem.

Tuberkulosebakterien gjemmer seg i cellene som egentlig skal ta knekken på den.

– Tuberkulosebakterien bor i makrofager som er immunforsvarets voktere, renovatører og vaktmestere, sier Flo.

Makrofagenes hovedrolle i immunforsvaret er å spise og ødelegge mikrober, samtidig som de varsler resten av immunforsvaret. Tuberkulosebakterien har funnet måter å gjemme seg på inni makrofagen, og unngår dermed å bli drept.

– Tuberkulosebakterien bor på verdens beste gjemmested, sier Flo.

Forskerteamet filmet infeksjonen i mange 24 timers sekvenser.

Når tuberkulosebakterien gjør en person syk er det fordi celler fulle av bakterier sprekker, innholdet spres utover til andre celler i lungene og skaper en betennelse, og lungevevet skades. Personen begynner å hoste, og bakterien sprer seg videre.

Forskerne ved NTNU er de første som har klart å vise akkurat hvordan dette skjer inne i cellen, og i hvilken rekkefølge. 

Må drepe for å spre seg videre

Den eneste måten for tuberkulosebakterien å spre seg er å først komme seg ut av cella den bor i. Bakterien starter å reprodusere seg selv, og vil på et tidspunkt ta livet av cellen de bor i for å kunne spres.

Nanoteknologen Kai Sandvold Beckwith var en av flere som bidro sterkt til at det var mulig å filmen infeksjonen i detalj. Foto: Merete Wagelund/ NTNU

–  Det gjør den gjennom å stikke hull på membranen som omslutter makrofagene. Dette setter i gang en eksplosiv immunrespons der cellen de bor i dør, og lar bakteriene spre seg utover til andre celler. Dermed operer bakteriene i to modus: En der de deler seg mens de er gjemt inni cellen de bor i, og en der de bryter ut og infiserer friskt vev, sier Flo.

Med film kan man studere akkurat denne prosessen enda bedre.

Dette kan forskerne for eksempel bruke videre i arbeidet med behandling av sykdommen.

–  Antibiotika virker mot bakteriene, men vi ser for oss å utvikle behandling som for eksempel kan kontrollere celledøden og vevsskaden som tuberkulosebakterien forårsaker. Sammen med antibiotika kan det gi mer effektiv behandling, men det vet vi ikke ennå, sier Flo.