Et stort lovende forskningsprojekt har via historiske analyser af kværke bakterien streptococcus equi, givet ny indsigt i bakterien. Forskerne mener at denne viden kan føre til udvikling af en kur eller vaccine mod kværke, men tror også på, at det vil kunne hjælpe human medicinalforskningen i livstruende sygdomme

Forskningsprojekt med perspektiver

I en artikelserie på to artikler, vil Heste-Nettet gennemgå:

1. De resultater som forskerne er kommet frem ved at studere historiske data og prøver fra heste fra hele verden
2. hvorledes denne viden forhåbentlig - ikke alene - kan anvendes til at finde frem til en behandling eller vaccine mod kværke, men også forventes at kunne hjælpe forståelsen af humansygdomme herved forhåbentlig bidrage til at dette forskningsområde får den påkrævede opmærksomhed

Denne artikel udgør den første af de to artikeler.

Grundigt anlagt projektet

Som et led i en større analyse af i alt 224 prøver på Streptococcus Equi, der er det patogen, der fremkalder kværke, blev en gruppe forskere overrasket over den store genetiske ensartethed man fandt i prøverne, der var indsamlet fra heste på tværs af kloden. Denne satte en videre analyse igang.

Ikke hvad forskerne forventede

Analysen af de mange prøver afslørede, at streptococcus Equi gennemgik en udvikling i den sidste del af det 19-århundrede og det tidlige 20. århundrede. Det sygdomsfremkaldende patogen, der forårsager kværke har udvist meget begrænset genetisk variation i løbet af det sidste århundrede, som formentlig skyldes at den har specialiseret sig i heste. Dette mener forskerne formentlig kan udbyttes til at finde en fremtidig kur eller vaccine mod sygdommen, og tegner spændende perspektiver for videre forskning i denne form for virus- og bakteriologiske sygdomme.

Forskingsprojektet som er det største af sin slags til dato, har kastet lys over den begrænsede genetiske variation og vedholdende infektioner, som er karakteristiske for kværke, men også for andre vira og infektioner der er fundet devist effektive midler mod så som HIV og tuberkulose hos mennesker. Det er håbet at denne indsigt kan være medvirkende til at udvikle en effektiv vaccine mod kværke, samt gavne forskningen indenfor bl.a. disse og evt. andre human sygdomme.

Kværke kendt i århundreder

Kværke blev første gang beskrevet helt tilbage i 1251 og sygdommen har således været kendt i århundreder, hvilket giver forskere et godt grundlag for at studere bakteriens historiske udvikling og opførsel for bedre at kunne forstå, hvorledes den opfører sig og udvikler sig, for herved forhåbentlig at finde nøglen til, hvorledes den kan stoppes.

Som det oftest forekommer med som følge af evolution, havde forskerne i det netop gennemførte projekt umiddelbart forventet, at se en række forskelligartede bakteriestammer der havde udviklet sig med tiden over de forgangne århundreder. Her fik de sig en overraskelse.

Dyrkning af streptococcus equi, bakterien der forårsager kværke hos heste

Overraskende ændring i bakteriestammen ved overgangen til det 20. århundrede

Når forskerne betragtede sammensætningen i vore dages bakteriestammer, og gik tilbage i tiden og for at finde en fjern fælles forfader, som ville være det forventede, fandt forskerne til deres store overraskelse i stedet en grundlæggende ændring i stammen. Denne ændring fandt sted på et givet tidspunkt, nemlig ved overgangen fra det 20. århundrede og forskerne måtte derfor søge at analysere, hvad der var karakteristisk for denne tid.

Krig påvirker bakterien

Overgangen til det 20. århundrede, karakteriserer netop en periode hvor heste rundt om i verden blev bragt sammen i store tal, og oplevede store dødsfaldsrater i den lange serie af konflikter mellem lande, heriblandt Første Verdenskrig, hvor mere end 8. millioner heste omkom på slagmarkerne. Men hvad har dette at gøre med en ændring i bakteriestammen på streptococcus equi?

Forskernes vurdering er, at mobiliseringen af store del-populationer af heste, og sammenblandingen af heste fra mange forskellige geografiske egne i krigssituationer som fx Første Verdenskrig, gav patogenet perfekte muligheder for at trives. Dette kombineret med de høje dødsfaldsrater blandt heste og den efterfølgende intense avl grundlagde en ny lokal heste population, der kan forklare, hvorfor der er så begrænset variation i den moderne streptoccus bakterie.

Udvikling af en mere specialiseret bakterie

Selvom tab af variation, umiddelbart kan betragtes som et tilbageslag for en bakterie population, så forholder det sig således at den trives ualmindeligt godt blandt hestepopulationer. Alene i Storbritannien rapporteres der om mere end 20.000 tilfælde om året, og talenter også ganske højt i Danmark, til trods for bedre metoder til at identificere og begrænse tilfældene. De kliniske velkendte tegn er feber, næseflåd samt hævede og forstørrede lymfekirtler på halsen og i under kæben / ganashen. Sygdommen kan også medføre dødsfald, selvom den generelt blot ligger på ca. 1 %.

Forskerne mener at succesen af streptococcus equi reelt skyldes, at bakterien har formået at skabe sig en udviklingsmæssig fordelagtig niche for sig selv, hvilket netop gør den så lumsk og frygtet blandt hesteejere.

Fra det første akutte tilfælde af infektion, kan den nemlig ligge i dvale hos hasten i årevis, uden at hasten viser nogen som helst synlige tegn på infektion. Derfor er det så svært at kontrollere, når forskellige heste kommer i kontakt med hinanden, og kan tilsyneladende byde ud af sig selv uden videre anledning.

Udskiller gener og muterer

Forskerne identificerede også en genforsinkelse i de prøver de undersøgte, hvor bakterien udskiller gener der ikke længere er nyttige for den. I det tilfælde streptococcus equi er til stede i en hest i en lang periode, ses at de gener som hjalp bakterien med at blive spredt til nye værter og delte genetisk materiale med andre bakterier blev mindre nyttige.

På samme tid tilpassede streptococcus equi sig til hestens miljø, og blev i stand til at snyde immunsystemet så effektivt, at mere en type kan inficere den samme hest og vedholdende bakterier. Kværke kan derfor dukke op igen og forårsage gentagne perioder med udbrud af den smertefulde sygdom, som forårsager store væskende bylder på hestens hoved og hals, med smitte til omgivelserne.

Hvilende udbrud

Det der jo netop er den store ubekendte når det drejer sig om kværkeudbrud er, at det altid kommer uventet. Man kan have en tilsyneladende fuldstændig sund hestebestand med heste adskilt fra andre og sluse nye heste ind via lange periode i isolation. Men Streptococcus equi snyder alle, da den kan ligge i dvale hos heste der tidligere - for år tilbage - har været berørt af kværke udbrud, og hermed smitte den upåvirkede population.

Kan hjælpe humanforskningen

Forskerne håber på, at med de data som studiet har tilvejebragt, vil det være muligt at fastlægge de gener der hjælper bakterien til at bestå, blive spred og trives i heste populationen. Samtidig håber de på, at dette kan indeholde nøglen til at udvikle en effektiv vaccine mod sygdommen. Og der er mange faktorer der tyder på, at det kan ske hurtigere end normalt for forskningsprojekter der alene er rettet imod heste, da meget tyder på, at nøglen til streptococcus equi, kan hjælpe forskningen indenfor kritiske områder af human medicin forskningen. Det vil vi vil komme nærmere ind på i den anden og sidste artikel i serien.

Se den anden artikel i serien her

Primær kilde: Genome specialization and decay of the strangles pathogen, Streptococcus equi, is driven by persistent

infection.Harris SR, Robinson C, Steward KF, Webb KS, Paillot R et al.Genome research 2015;25;9;1360-71 PUBMED: 26160165; PMC: 4561494; DOI: 10.1101/gr.189803.115

Hest med kværke bylder, der endnu ikke er sprunget