NYHET NheABC-toxinet från bakterien Bacillus cereus blir särskilt aktivt under de pH-förhållanden som råder i öppna sår. Forskare vid Umeå universitet har visat att toxinet skadar både cellmembran och mitokondrier, cellernas energikraftverk, och hjälper bakterien att etablera sig i sårvävnad.
Ny forskning förklarar varför en matförgiftningsbakterie kan orsaka svåra sårinfektioner. Forskargruppen bakom studien. Från vänster: Aftab Nadeem, Abdelbasset Yabrag, Naeem Ullah, Anne Yska och Michael Philips.
BildVeronica MosconeNheABC-toxinet från bakterien Bacillus cereus blir särskilt aktivt under de pH-förhållanden som råder i öppna sår. Forskare vid Umeå universitet har visat att det skadar både cellmembran och mitokondrier, cellernas energikraftverk, och hjälper bakterien att etablera sig i sårvävnad.
– Våra resultat stärker bilden av att fynd av sjukdomsframkallande bakterier inom B. cereus-gruppen i djupa eller infekterade sår inte alltid bör avfärdas som ofarlig kontaminering, säger Abdelbasset Yabrag, doktorand på Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet och en av studiens två förstaförfattare.
Abdelbasset Yabrag är doktorand på Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet.
BildVeronica MosconeBakterier inom B. cereus-gruppen finns nästan överallt i jord, damm och livsmedel och är mest kända för att orsaka matförgiftning. Samma bakteriegrupp kan också ge upphov till allvarliga infektioner utanför tarmen, bland annat i öppna sår. Däremot har det hittills varit oklart vilka faktorer som gör att bakterien kan orsaka dessa skador.
Forskarna visade att toxinet NheABC bildar små hål i cellmembranen och orsakar omfattande skador på mitokondrierna. Experiment med artificiella membran visade att vissa fetter i mitokondrierna, särskilt kardiolipin, förstärker toxinets skadliga effekter.
Det mest överraskande resultatet gällde surhetsgraden. Toxinets skadliga aktivitet var betydligt lägre i sur miljö än vid neutralt och basiskt pH. Kroniska sår kan utveckla en mer basisk miljö, bland annat genom förekomsten av blod, vävnadsvätska och ämnesomsättningsprodukter som ammoniak. Det kan skapa förhållanden som gynnar bakteriers tillväxt och kolonisering. I en musmodell för sårinfektion bidrog NheABC till ökad bakteriekolonisering och en starkare lokal inflammatorisk reaktion.
Detta skiljer sig från MakA-toxinet hos kolerabakterien Vibrio cholerae, som forskargruppen tidigare har visat aktiveras i sur miljö.
– Om toxinets aktivitet beror på den omgivande miljön kan det öppna för nya sätt att minska skadorna vid infektioner. Då kan man i framtiden försöka påverka förhållandena i såret, inte bara bakterien i sig, säger Aftab Nadeem, forskare på Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet och studiens seniora författare.
Studien genomfördes i samarbete mellan forskare vid Umeå universitet, Norges miljö- och biovetenskapliga universitet och Lunds universitet och är publicerad i den vetenskapliga tidskriften Cell Communication and Signaling.
Forskarna kombinerade flera experimentella modeller, bland annat mänskliga celler odlade i två- och tredimensionella system, laboratorieodlade mini-tarmar, artificiella cellmembran, avancerad mikroskopi och en musmodell för sårinfektion.
NheABC är ett tredelat porbildande toxin som produceras av bakterier i Bacillus cereus-gruppen. När toxinet kommer i kontakt med mänskliga celler bildar det små hål i cellernas membran, vilket stör cellens normala funktioner. I den aktuella studien visar forskarna att toxinet också direkt angriper och skadar mitokondrierna, cellernas energikraftverk. Det var forskaren Toril Lindbäck som upptäckte toxinet år 2003. Hon har också deltagit i studien.
Naeem Ullah, Abdelbasset Yabrag, Anne Yska, Raswati Pant, Vignesh Ramnath, Toril Lindbäck, Laura M. Carroll, Manoj Puthia och Aftab Nadeem: NheABC is a pH-dependent cytotoxin that targets mitochondria and contributes to the virulence of Bacillus cereus in wound infections. Cell Communication and Signaling 24, 500 (2026).
