Bedre behandling av sepsis

Anne Landsem

Alder: 42 år

Tittel på oppgaven: The role of complement and Toll-like receptors in thromboinflammation

Sted: UiT, Norges arktiske universitet, Tromsø: disputas ved Nordlandssykehuset, Bodø

Veiledere: Ole-Lars Brekke (hovedveileder), Tom Eirik Mollnes, Erik Waage Nielsen

Dato for disputas: 23. mai 2019

Utdanning (år): Bioingeniør (1999), Master i cellebiologi for med.tekn. personell (2012)

Nåværende arbeidssted: Postdoktor ved Forskningslaboratoriet, Nordlandssykehuset, Bodø

For å unngå dette har vi forsøkt å hemme samspillet mellom komplementsystemet og Toll-lignende reseptorer, som begge er viktige i immunforsvaret. Det har vi gjort ved hjelp av en egenutviklet fullblodsmodell hvor blod fra friske givere ble tilsatt bakterier og spesifikke hemmere av komplementsystemet og av Toll-lignende reseptorer. Hemmerne kan senere utvikles til medikamenter for behandling av sepsis, når de gis sammen med antibiotika som dreper bakteriene. Vi har funnet at to hemmere gitt hver for seg reduserte skadelige effekter forårsaket av immunforsvarets respons på bakterier. Kombinasjonen av dem var enda mer effektiv.

Avhandlingen har gitt kunnskap som kan bidra til bedre behandling av sepsis.

Hvorfor ble studien gjennomført?

Studien ble gjort for å undersøke sammenhengen mellom koagulasjon og immunsystemet. Samspillet kalles tromboinflammasjon. For eksempel vil monocytter som aktiveres av bakterier uttrykke vevsfaktor som igjen starter koagulasjonen. Dette er med på å hindre bakteriene i å spre seg videre, men kan bli skadelig dersom responsen blir for kraftig. Denne kunnskapen kan bidra til å bedre behandlingsregimet ved sepsis.

Hvilke metoder ble brukt og hvorfor?

I fullblodsmodellen for inflammasjon benyttes polypropylenrør som tilsettes buffer, aktuelle hemmere eller kontroller. Deretter tilsettes lepirudin-antikoagulert blod. Lepirudin hemmer trombin, men påvirker ikke komplementaktiveringen, som er en viktig del av immunsystemet. Deretter tilsettes aktivator, som for eksempel kan være bakterier. Etter inkubering ved 37C stoppes reaksjonene ved tilsetting av EDTA eller citrat, avhengig av hva som skal analyseres. Ulempen med modellen er at effekten av trombin og endotelceller er ekskludert, men den inkluderer alle blodcellene og deres naturlige omgivelser og gir derfor et mer komplekst bilde sammenlignet med rene cellekulturer.

Andre metoder som er benyttet er flowcytometri for å finne nivået av uttrykte proteiner på cellene, som for eksempel vevsfaktor (tissue factor, TF) og CD11b på monocyttene, og ELISA for å måle aktivering av koagulasjon og komplementaktiveringsprodukter. I tillegg ble det benyttet kvantitativ real-time PCR og tromboelastometri.

Hvilken betydning kan dette ha for pasienten?

Studien har vist at en dobbelblokkering av immunsystemet, ved å hemme både komplement og Toll-lignende reseptorer, også reduserer bakterieindusert koagulasjonsaktivering. Dette skyldes tromboinflammasjon der det er tette bånd mellom de ulike systemene. Ved å hindre en kraftig aktivering av immunsystemet og en påfølgende koagulasjon kan en forhindre at sepsis gir organsvikt og død. Det er imidlertid vanskelig å gi behandlingen tilstrekkelig tidlig i forløpet, men den kan eventuelt brukes som profylakse for pasienter som har høy risiko for å utvikle sepsis.

Artikler

Landsem A, Fure H, Christiansen D, Nielsen EW, Østerud B, Mollnes TE, Brekke OL. The key roles of complement and tissue factor in Escherichia coli-induced coagulation in human whole blood. Clin Exp Immunol. 2015;182(1):81-9.

Landsem A, Fure H, Mollnes TE, Nielsen EW, Brekke OL. C1-inhibitor efficiently delays clot development in normal human whole blood and inhibits Escherichia coli-induced coagulation measured by thromboelastometry. Thromb Res. 2016;143:63-70.

Landsem A, Fure H, Krey Ludviksen J, Christiansen D, Lau C, Mathisen M, et al. Complement component 5 does not interfere with physiological hemostasis but is essential for Escherichia coli-induced coagulation accompanied by Toll-like receptor 4. Clin Exp Immunol. 2019;196(1):97-110.

Gustavsen A, Nymo S, Landsem A, Christiansen D, Ryan L, Husebye H, et al. Combined Inhibition of Complement and CD14 Attenuates Bacteria-Induced Inflammation in Human Whole Blood More Efficiently Than Antagonizing the Toll-like Receptor 4-MD2 Complex. J Infect Dis. 2016;214(1):140-50.