Vitamin K kan hemme farlig E.coli-variant

Enterohemorrhagisk Escherichia coli (EHEC) forårsaker hvert år alvorlige matbårne sykdommer, med symptomer som blodig diaré og i verste fall nyresvikt.

Drøvtyggere er friske bærere av EHEC, og mat og drikke med for lite varmebehandling som er forurenset med avføring, slik som farseprodukter fra storfe, salat og grønnsaker, er hovedkildene til infeksjoner.

Finnes ingen behandling

Det finnes ingen god behandling mot denne E. coli-infeksjonen fordi antibiotika kan øke bakteriens produksjon av det farlige giftstoffet Shiga-toksin (Stx). Sykdommen rammer barn under fem år verst, og er dødelig i 2 – 3 % av tilfellene.

– Målet med dette doktorgradsarbeidet var blant annet å undersøke om vitamin K, som finnes i både menneske- og drøvtyggertarmer, kan ha potensial som en behandling mot EHEC-infeksjoner, sier Anne Kijewski.

Hun ville se om vitaminet kunne hemme bakterievekst, Stx-produksjonen og andre mekanismer som påvirker bakteriens evne til å fremkalle sykdom.

Hemmer bakteriofager som kan forverre sykdommen

Forskerne så på effekten ulike vitamin K-varianter hadde på EHEC når de ble utsatt for stress fra antibiotika og hydrogenperoksid.

Resultatene viste at alle de testede vitamin K-variantene i ulik grad påvirket produksjonen av Stx, veksten av EHEC og uttrykket av Stx-gener. Vitamin K reduserte også mengden Stx-bakteriofager.  

– Hemming av Stx-bakteriofager er viktig fordi bakteriofagene kan infisere uskyldige E. colier og andre bakterier i tarmen og gjøre dem om til Stx-produsenter. Det kan gjøre sykdommen mye mer alvorlig, forklarer Kijewski.

Antibiotika og hydrogenperoksid påvirket virulens

Siden de brukte antibiotikumet ciprofloksacin og hydrogenperoksid for å stresse bakteriene i forsøkene med vitamin K, ville forskerne finne ut av hvordan disse stoffene påvirket E. coli i seg selv. De gjorde en kartlegging av alle genene som ble regulert, og proteinene bakteriene produserte når de ble utsatt for disse to stoffene.

– Vi fant ut at ciprofloksacin påvirket genene og proteinene som er viktige for hvordan bakteriene forårsaker sykdom, altså virulensmekanismene

Lovende resultater

Forskerne oppdaget også at forskjellige typer vitamin K påvirket hvordan E. coli-bakteriene reagerte på hydrogenperoksid og ciprofloksacin. Særlig vitamin K3 ga store endringer i genuttrykk. Gener knyttet til bakteriofager ble også påvirket av vitamin K. I tillegg reduserte vitamin K aktiviteten til mange av genene som er knyttet til virulens, og det fremmet bakterienes overlevelse under stress.

Resultatene tyder på at vitamin K kan hemme viktige virulensfaktorer som toksin- og bakteriofag-produksjon, noe som kan forbedre sykdomsforløpet ved å redusere Stx-nivåene og spre færre bakteriofager.

– Det betyr at vitamin K kan virke lovende som en behandling mot EHEC-infeksjoner. Og en behandling er sårt trengt.

Anne Kijewski forsvarer sin avhandling "The effects of vitamin K on enterohemorrhagic Escherichia coli" 18. juni 2024.