Microbial biofilms on peritoneal dialysis catheters

Då njurarna slutar fungera produceras ingen urin, och avfallsprodukterna stannar kvar i blodet. Detta tillstånd kallas uremi ("urin i blodet") och leder till döden om det inte behandlas. Det finns två artificiella sätt att rena blodet på, hemodialys och peritonealdialys. I peritonealdialys fylls bukhålan med dialysvätska, som drar ut slaggprodukter och överflödigt vatten från blodet, genom bukhinnan (peritoneum). För att kunna fylla och tömma buken på dialysvätska behövs en kateter (slang), som opereras in genom bukväggen. Om bakterier, till exempel från huden, kommer in i bukhålan
kan de fästa till kateterytan och bilda en biofilm. Biofilmer kan ge upphov till infektioner
i bukhålan som leder till bukhinneinflammationer, vilket kan vara mycket
smärtsamt. För att ge patienterna en bättre livskvalitet och minska sjukvårdskostnaderna är det
önskvärt att reducera antalet bukhinneinflammationer. Syftet med vårt arbete har varit att få fram kunskap som bidrar till en bättre förståelse av biofilm-relaterade infektioner i buken.

Vi studerade 15 katetrar uttagna från patienter som fick en ny njure (och därmed inte hade några infektioner) och 2 som var uttagna på grund av infektioner. Att inte ha några symptom på infektion
betydde dock inte att katetern var fri från bakterier, och på 12 av dessa 15 katetrar hittade vi bakterier. Mängden bakterier var dock ganska liten och det verkade som om bakterierna och immunförsvaret hade uppnått en balans, där de fungerade tillsammans. De vanligaste bakterierna som hittades var hudbakterier, som i normala fall är harmlösa när de förekommer på huden. En av dessa bakterier var Staphylococcus epidermidis, och denna studerade vi vidare, tillsammans med en bakterie kallad Pseudomonas aeruginosa. Pseudomonas aeruginosa hittas normalt inte hos människor och är inte farlig för friska individer, men om immunförsvaret är nedsatt kan den ta chansen och orsaka infektioner, ofta i samband med implantat eller lungsjukdomen cystisk fibros. När vi odlade Staphylococcus epidermidis och Pseudomonas aeruginosa tillsammans i en biofilm upptäckte vi något intressant, nämligen att Pseudomonas aeruginosa tog över och att Staphylococcus epidermidis försvann från ytan. Detta upptäckte vi senare berodde på en substans som Pseudomonas aeruginosa producerade och placerade utanför själva cellen, dvs. en extracellulär produkt. Extracellulära produkter kan till exempel vara det socker-rika slem som omger bakterierna i biofilmen och skyddar dem mot kroppens immunförsvar, eller enzymer som bryter ned näringsämnen i omgivningen så att bakteriecellen kan ta upp det.

När vi studerade de extracellulära produkterna närmare kunde vi isolera en fraktion som var rik på polysackarider, dvs. socker, och som fick Staphylococcus epidermidis att lossna från ytor. Dessutom
verkade den socker-rika lösningen kunna förhindra inbindning av serumproteiner, vilka i sin tur påverkar den kommande infästningen av bakterier. Substansen är inte identifierad än, men skulle alltså kunna vara en typ av socker.

I framtiden vill vi rena fram substansen och identifiera den, för att förhoppningsvis kunna använda den för att förhindra biofilmbildning på peritonealdialys-katetrar och därmed minska antalet infektioner hos peritonealdialys-patienter.