Utveckling av ny behandlingsstrategi för bakterieorsakad infektion och sepsis

En ny behandlingsstrategi för bakterieorsakad infektion och sepsis utvecklas nu av forskare vid Lunds universitet. I en vetenskaplig studie visar forskarna hur de, genom att efterlikna ett kroppseget ämne, kan oskadliggöra giftiga ämnen från bakterier och därmed dämpa skadlig inflammation som annars kan leda till sepsis.

Kortfakta om studien: inflammation, sepsis // grundforskning // translationell forskning // möss och grisar // in vitro // in vivo 

– Trots årtionden av forskning och ett stort behov, finns det idag inga specifika behandlingar mot sepsis. Nu har vi med inspiration från kroppens egna försvarsmekanismer baserat på peptider, utvecklat ett nytt angreppssätt för att behandla svåra bakteriella infektioner, säger Artur Schmidtchen som lett studien som är publicerad i Nature Communications.

Han är professor i dermatologi och venereologi vid Lunds universitet och överläkare vid Skånes universitetssjukhus. Under mer än två decennier har Artur Schmidtchen och hans forskargrupp studerat kroppsegna peptider, små proteinfragment med förmågan att både döda bakterier samt neutralisera de bakterietoxiner som frisätts under en infektion.

Peptiderna har även visat sig vara kraftfulla verktyg för att hantera den skadliga inflammationsreaktion som uppstår i kroppen som följd av infektionen. Dessa funktioner är viktiga – för om inte infektionen och inflammationen begränsas, kan det leda till sepsis.

Bekämpar infektion och reglerar inflammation

Genom att efterlikna den naturliga strukturen hos peptider från proteinet trombin har forskarnadesignat en peptidbaserad behandling, sHVF18. Den blockerar en receptor, CD14, som spelar en nyckelroll i att upptäckta bakteriella ämnen och som driver på immunresponsen. Denna respons är viktig för att bekämpa infektionen, men kan om den överaktiveras orsaka sepsis. Utöver det, blockerar strukturen som forskarna designat även olika toxiner som släpps ut från bakterier, och reglerar på så vis inflammationen.

– Vi använder oss av det som hundratals miljoner år av evolution mejslat fram som försvar mot infektioner när vi utvecklar denna behandling. Det är en effektiv och naturlig strategi som riktar sig mot flera behandlingsmål samtidigt, och de goda resultaten vi ser är en indikation på dess potential för klinisk användning, säger Artur Schmidtchen.

Med hjälp av avancerade analysmetoder undersökte forskarna sHVF18s struktur och funktion på cellnivå. De har även studerat behandlingens effektivitet i prekliniska djurmodeller med lovande resultat på både infektionen och inflammationen hos möss. I en experimentell modell för systemisk inflammation hos grisar ledde behandling med sHVF18 till en betydande minskning av lungskador, en ökning av syrehalten i blodet samt förbättrad njurfunktion jämfört med kontrollgruppen som inte fick behandling.

– Vår detaljerade kunskap om funktionen hos sHVF18 på molekylär nivå och dess effekt i prekliniska djurmodeller används nu i utvecklingen av terapier baserade på sHVF18 mot infektion och andra inflammatoriska sjukdomar, säger Ganna Petruk, docent vid Lunds universitet som tillsammans med Manoj Puthia, forskare vid Lunds universitet, delar förstaförfattarskapet för den aktuella artikeln.

Nästa steg blir att driva vidare projektet i syfte att utveckla sHVF18 som ett läkemedel.

– Det finns idag inga etablerade behandlingar som dämpar den skadliga inflammationen vid infektioner och hindrar sepsis från att uppkomma. Men innan detta kan ges till patienter behöver vi genomföra olika säkerhetsstudier, vilket vi har planerat. Vi hoppas inom några år kunna utvärdera vårt nya behandlingskoncept i patienter, säger Artur Schmidtchen.

Publikation

”Targeting Toll-like receptor-driven systemic inflammation by engineering an innate structural fold into drugs”Nature Communication, sept 2023.