Ny studie förklarar viktig orsak bakom dödlig influensa
Det har länge varit oklart varför influensainfektioner leder till ökad risk för lunginflammation orsakad av bakterier. Nu kan forskare vid Karolinska Institutet ha förklarat ett viktigt samband bakom så kallade superinfektioner som årligen skördar många liv runt om i världen. Studien publiceras i PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences, och kan få betydelse även för forskningen om covid-19.
Influensan som kallas spanska sjukan drog över världen 1918–20 och till skillnad från många andra pandemier drabbade den speciellt unga vuxna med för övrigt god hälsa. Orsaken var så kallade superinfektioner med bakterier, särskilt pneumokocker.
Influensa orsakas av virus, men den vanligaste dödsorsaken är än idag efterföljande bakteriell lunginflammation snarare än influensainfektionen i sig. Pneumokocker är en ledande global dödsorsak och den vanligaste orsaken till lunginflammation. Det har inte tidigare varit helt klarlagt varför en influensainfektion kan leda till ökad känslighet för en pneumokockinfektion. Nu har forskare vid Karolinska Institutet identifierat förändringar i luftvägarna som påverkar pneumokockers tillväxt i lungorna.
Läckage från blodet
I en djurmodell fann forskarna att läckage från blodet av olika näringsämnen och antioxidanter, såsom C-vitamin och andra ämnen som normalt skyddar cellerna i kroppen, skapas en miljö i lungorna som främjar tillväxt av pneumokocker. Bakterierna anpassar sig till den inflammatoriska miljön genom att öka produktionen av det bakteriella ämnet HtrA.
Förekomst av HtrA försvagar kroppens immunförsvar och orsakar ökad bakteriell tillväxt i de influensa-infekterade luftvägarna. Avsaknad av HtrA stoppar bakterietillväxten.
– Pneumokockers förmåga att växa i de nedre luftvägarna vid influensainfektion verkar bero på den näringsrika miljön med ökade nivåer av antioxidanter som uppstår vid virusinfektionen. Men också på bakteriernas förmåga att anpassa sig till miljön och på hur de kan skydda sig från att utplånas av immunsystemet, säger Birgitta Henriques Normark, professor vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi, Karolinska Institutet, som lett studien.
Nya möjliga behandlingar
Forskarnas resultat ger värdefull information om hur bakterier interagerar med den omgivande miljön i lungorna och skulle kunna användas för att hitta nya behandlingsmöjligheter vid dubbelinfektioner med influensavirus och pneumokockbakterier.
– HtrA är ett enzym, så kallat proteas, som bidrar till att försvaga vårt immunförsvar och gör det möjligt för pneumokocker att ta sig igenom det skyddande cellagret på insidan av luftvägarna. Därför kan en tänkbar strategi vara att använda proteashämmare för att förhindra pneumokocktillväxt i lungorna, säger Vicky Sender, forskare vid samma institution och studiens förstaförfattare.
Det är ännu inte känt om covid-19-patienter också är känsliga för så kallade sekundära bakteriella infektioner, men forskarna tror att liknande mekanismer skulle kunna ses hos svårt sjuka covid-19-patienter.
– Det är troligt att akut inflammation i lungorna, oavsett orsak, ger upphov till läckage av näringsämnen och antioxidanter och en miljö som främjar bakterietillväxt, säger Birgitta Henriques Normark.
Forskningen finansierades av Knut and Alice Wallenbergs Stiftelse, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för Strategisk Forskning, Region Stockholm, National Technological University, Singapore, National Research Foundation Fellowship Singapore, National University of Singapore, ESCMID, BioMS och National Medical Research Council. Det finns inga rapporterade intressekonflikter.
Publikation
”Capillary leakage provides nutrients and antioxidants for rapid pneumococcal proliferation in influenza-infected lower airways”. Vicky Sender, Karina Hentrich, Anuj Pathak, Alicia Tan Qian Ler, Bethel Tesfai Embaie, Susanna L. Lundström, Massimiliano Gaetani, Jan Bergstrand, Rei Nakamoto, Lok-To Sham, Jerker Widengren, Staffan Normark, och Birgitta Henriques-Normark. Proceedings of the National Academy of Sciences, online 23 november 2020, doi: 10.1073/pnas.2012265117.