Live dynamics of bacterial fimbriae and the formation of pathogenic biofilms

En ny metod för att se fler detaljer när bakterier fastnar på ytor. Vi ser i samhället idag en allt mer ökande antibiotikaresistens hos våra vanligaste bakterier, något som gör att våra valmöjligheter när det gäller att bekämpa en bakteriell infektion minskar allt mer. Vi får också allt större möjligheter att använda oss av medicinska implantat så som pacemakers, höftproteser, tandimplantat och liknande. Många av våra vanligaste bakterier har en förmåga att bilda så kallade biofilmer, slemmiga lager bestående av miljoner bakterier, ett sätt för bakterierna att lättare komma undan kroppens försvarsmekanismer och antibiotikabehandling. Om en sådan biofilm får fäste på tex ett implantat, kan det många gånger vara svårt att utrota bakterierna. För att kunna utveckla nya sätt att bekämpa och kontrollera bakterieinfektioner, måste vi förstå mer hur de interagerar med varandra för att bilda biofilm, hur en enskild bakterie beter sig när den först kommer i kontakt med en yta, och vad som får den att fastna på ytan. En av de mest studerade och välkända bakterierna är Escherichia coli (E. coli), en bakterie som vi normalt bär runt på i tarmen. E. coli är en av de allra vanligaste orsakerna till urinvägsinfektioner, och kan även bilda biofilm i tex tarmen. Trots att det är en av våra mest kartlagda bakterier, vet vi förvånansvärt lite om hur den gör och hur den fungerar när den först kommer i kontakt med t ex slemhinnan, fäster till ytan, och sedan interagerar med andra E. coli för att bilda biofilm. Vi vet att E. coli har så kallade fimbrier, långa hårlika utskott, som den använder för att binda till vävnader som slemhinnor och medicinska implantat. Man har hittills inte kunnat se hur fimbrier hos en levande bakterie fäster till en yta, de metoder för att studera bakterier som vi har tillgång till kräver avdödade bakterier för att kunna studera fimbrierna i tex ett elektronmikroskop. I mitt forskningsprojekt kommer jag utveckla en ny metod för att kunna visualisera och tydliggöra hur levande bakterier använder fimbrierna för att fästa på en yta, och hur bakterierna interagerar med varandra i levande tillstånd. Min metod bygger på att fästa specialdesignade guldpartiklar, bara några nanometer stora, på bakteriernas fimbrier, och sedan studera hur ljuset från dessa reflekteras i en ny ljusspridande mikroskopimetod som nyligen är patentsökt. För att få verklighetsnära resultat, kommer jag använda nanoteknik för att tillverka ytor som efterliknar bakteriernas normala miljö ner på molekylnivå. Den nya möjligheten att kunna studera hur levande bakterier interagerar med varandra kommer att hjälpa oss förstå deras sätt att infektera oss på, och också hjälpa oss att få nya idéer om hur vi ska kunna bekämpa infektioner även när bakteriernas motståndskraft mot dagens antibiotika blir allt mer utbredd.

Participants

Anders Lundgren (contact)

Gästforskare vid Chalmers, Physics, Biological Physics

Funding

Swedish Research Council (VR)

Funding years 2014–2016

Related Areas of Advance and Infrastructure

Sustainable development

Driving Forces

Life Science Engineering

Areas of Advance

More information

Created

2015-02-12