Fatima AlZahra’a Alatraktchi

Fatima AlZahra’a Alatraktchi (f. 1989) er opvokset i København og blev cand.polyt i nanofysik fra DTU i 2013. Allerede som bachelor-studerende fik hun sin egen ide til et forskningsprojekt, som resulterede i to videnskabelige publikationer. Hendes speciale-projekt alene resulterede i tre videnskabelige artikler. Efter start af PhD projekt, modtog hun i 2017 Lundbeckfondens Talentpris for blændende nye talenter inden for medicin og sundhedsvidenskab. I januar 2018 forsvarede hun sin PhD-afhandling omhandlende tidlig detektering af bakterielle infektioner ved nanoteknologi, som både præsenterede en revolutionerende metode til detektering af bakterier og som efter anvendelse i klinikken viste banebrydende opdagelser. I sin fritid er Fatima skønlitterær forfatter og har flere udgivelser bag sig – hendes debutroman skrev hun som fjorten-årig. Hun har modtaget priser fra Statens Kunstfond for sit skrivearbejde og har vundet flere priser for sit talent som ung forfatter under 30 år. Derudover har hun etableret virksomheden PreDiagnose som har til formål at transformere forskning til nytte for reelle forbrugere. Fatima kan kontaktes på LinkedIn.
Foto: Jesper Scheel, DTU Nanotech.

Ny nanosensor kan sladre om farlige bakterier – inden de gør dig syg

SLADREHANK – Ny sensor, udviklet af et forskningshold fra DTU, kan aflure farlige bakteriers hemmelige kommunikation og spå om kommende infektioner, inden de udvikler sig fatalt. Nanofysiker og molekylærbiolog Fatima Al-Zahraa Al Atraktchi løfter sløret for mekanismerne bag sin banebrydende opfindelse.

Forhåbentlig er du frisk og rask, men forestil dig et øjeblik, at du lider af en alvorlig sygdom. Det kunne fx være kræft eller AIDS. På grund af din sygdom, er du langt mere udsat for bakterieinfektioner end dine raske venner og du bliver hårdere ramt, hvis de får lov at udvikle sig. Heldigvis behøver du ikke være så bekymret. Med en særlig gadget, kan du nemlig hurtigt måle forekomsten af evt. ubudne, bakteriegæster hjemme på dit eget badeværelse – og give din læge besked, allerede inden de når at give dig en infektion, så du kan komme i behandling.

Ovenstående scenarie er ikke helt virkelighed endnu, men det bliver det. Sammen med et hold af forskere har jeg opfundet en sensor, der kan sladre om bakterielle infektioner inden de løber løbsk. Sensoren, der er udviklet ved hjælp af nano- og mikroteknologi, er ultrasensitiv og fungerer ved, at den kan genkende de kommunikationssignaler, bakterier udsender, når de er ved at gøre sig klar til at etablere en infektion.*

Skjulte infektioner udfordrer lægevidenskaben
Det store problem med den eksisterende diagnostik af bakterielle infektioner er, at den nuværende metode ikke er sensitiv nok til at identificere dem i deres tidlige fase. Mange patienter går derfor hjem fra lægen med besked om, at de ikke er inficerede, selvom de faktisk har en infektion – med den konsekvens, at infektionen først bliver opdaget mange måneder senere. Og til den tid, kan den være voldsomt svær at få has på.

Vores sensor kan afsløre hvor bakterierne befinder sig i deres livsforløb og om de er på tærsklen til at starte en sygdom– en viden der er afgørende for behandlingen, eftersom infektioner er langt lettere at slå ned i deres tidlige fase

Blandt de, vi vurderer kan få særligt gavn af sensoren, er kræft-, AIDS- og cystisk fibrose-patienter. Personer med cystisk fibrose danner en tyk slim i næse, hals og lunger, som bakterier bliver fanget i, og det betyder, at de ikke kan transporteres ud af kroppen igen, sådan som det sker hos raske mennesker. For bakterier er vores lunger et fantastisk sted at gro; kropstemperaturen er optimal, lungerne er fugtige, og der er god adgang til næringsstoffer.

Desuden er bakterierne gode til at udvikle strategier, der kan hjælpe dem med at gemme sig for immunsystemet. Vores sensor kan imidlertid afsløre, hvor bakterierne befinder sig i deres livsforløb og om de er på tærsklen til at starte en sygdom– en viden der er afgørende for behandlingen, eftersom infektioner er langt lettere at slå ned i deres tidlige fase.

Bakterier – verdensmestre i koordinering og  gemmeleg
Det faktum, at mange infektioner overses med de nuværende behandlingsmetoder, blev bekræftet i vores kliniske undersøgelse af 62 cystisk fibrose-patienter på Rigshospitalet i Købehavn. Mens klinikkens metode overså over halvdelen af de patienter, der faktisk havde en bakterieinfektion, fangede sensoren alle de patienter, der havde ubudne gæster. Og mens det tager 2-5 dage at få svar på laboratorieundersøgelserne, formåede sensoren at måle bakteriernes tilstedeværelse på blot 30 sekunder. Vi opdagede dermed ikke kun mange tidligt inficerede patienter, vi fandt også ud af, at de fleste patienter som var blevet diagnosticerede som frie for farlige bakterier efter en behandling, faktisk stadigvæk var inficerede.

Bakterierne fornemmer at der er sket en ændring af signal-koncentrationen i deres omgivelser, hvorefter de udløser de nogle biokemiske reaktioner, for at sikre deres overlevelse – reaktioner, der gør os syge

Når bakterier er så gode til at gemme sig i menneskekroppen uden at blive opdaget, skyldes det et fænomen kaldet quorum sensing. Fænomenet er opkaldt efter det romerske senat, hvor en beslutningsdygtig forsamling blev kaldt et quorum, og dækker over et helt særligt trick, bakterier bruger til at snyde immunsystemet med: Bakterierne befinder sig i en slags dvale, der varer lige indtil de i fællesskab beslutter, at det er tid til at udbryde i sygdom. Ved hjælp af små signalmolekyler, informerer de hinanden om deres samlede antal. Så længe bakterierne ikke er mange nok, forsvinder signalerne i det omgivende miljø, men så snart de når op på et tilstrækkeligt antal, ophobes de. Bakterierne fornemmer, at der er sket en ændring af signal-koncentrationen i deres omgivelser, hvorefter de udløser nogle biokemiske reaktioner for at sikre deres overlevelse – reaktioner, der gør os syge. Ved hjælp af quorum sensing kan bakterierne altså igangsætte deres invasion af kroppen fuldkommen synkront!

Nanosensor giver mulighed for dobbeltjek af behandling
Selvom immunsystemet er udviklet til at genkende fremmede organismer, der kommer ind i kroppen, kan det alligevel have svært ved at identificere bakterierne. Nemmere bliver opgaven ikke af, at de ubudne gæster har det med at forandre opførsel netop for at undgå at blive opdaget . Det gør dem svære at lokalisere og dermed svære at komme til livs.

Behovet for nye redskaber til bekæmpelse af bakterielle infektioner er stort, akut og verdensomspændende. Bakterieinfektioner er en af de største årsager til dødelighed i verden, og det er derfor helt essentielt, at vi får reduceret forbruget af antibiotika, så vi undgår at bidrage til problemer med resistens

Hos personer med cystisk fibrose gror bakterierne sig i sidste ende derfor så stærke i lungerne, at patienterne dør tidligere end normalt. Det er derfor helt afgørende, at vi bliver i stand til at opdage dem, før de forandrer sig og bliver umulige at behandle.

Behovet for nye redskaber til bekæmpelse af bakterielle infektioner er stort, akut og verdensomspændende.

Bakterieinfektioner er en af de største årsager til dødelighed i verden, og det er derfor helt essentielt, at vi får reduceret forbruget af antibiotika, så vi undgår at bidrage til problemer med resistens. Vores sensor er et skridt på vejen, eftersom den gør det muligt fremover at behandle på det helt rigtige tidspunkt – og dermed opnå den bedst mulige effekt af antibiotika.

Metoden vil desuden være en hjælp til læger, der nu får mulighed for at dobbeltjekke om en given type antibiotika har udryddet bakterien efter endt behandling.

*Forskningsarbejdet, som dette indlæg omhandler, endnu ikke er udgivet, men er indsendt til et tidsskrift.

Topfoto:  Janice Carr / CDC PHIL, Flickr CC under licens

Fatima AlZahra’a Alatraktchi

Fatima AlZahra’a Alatraktchi (f. 1989) er opvokset i København og blev cand.polyt i nanofysik fra DTU i 2013. Allerede som bachelor-studerende fik hun sin egen ide til et forskningsprojekt, som resulterede i to videnskabelige publikationer. Hendes speciale-projekt alene resulterede i tre videnskabelige artikler. Efter start af PhD projekt, modtog hun i 2017 Lundbeckfondens Talentpris for blændende nye talenter inden for medicin og sundhedsvidenskab. I januar 2018 forsvarede hun sin PhD-afhandling omhandlende tidlig detektering af bakterielle infektioner ved nanoteknologi, som både præsenterede en revolutionerende metode til detektering af bakterier og som efter anvendelse i klinikken viste banebrydende opdagelser. I sin fritid er Fatima skønlitterær forfatter og har flere udgivelser bag sig – hendes debutroman skrev hun som fjorten-årig. Hun har modtaget priser fra Statens Kunstfond for sit skrivearbejde og har vundet flere priser for sit talent som ung forfatter under 30 år. Derudover har hun etableret virksomheden PreDiagnose som har til formål at transformere forskning til nytte for reelle forbrugere. Fatima kan kontaktes på LinkedIn.
Foto: Jesper Scheel, DTU Nanotech.

Kategorier