Mikrobielle transplantationer mellem svin Af Małgorzata Choma, Thea Ravnsbæk Bode og Karoline Haugaard Nordborg Slots Efterskole 16/17 1
Indholdsfortegnelse Vores inspiration 3 Hvad er FMT 3 Proceduren hos mennesker 3 Introduktion til problem 3-4 Proceduren hos svin 4 Hvad gør vi så? 4 Problemformulering 4 Hvad er tarmflora- og bakterier? 5 Hvad vil vi? 5 Hvad gjorde vi? 5-6 Hvordan skal mikroorganismerne gives til svinene? 6 Udfordringer ved udlevering af mikroorganismerne til svin 6-7 Hvad vil det medføre? 7 Perspektivering 8 Konklusion 8 Kilder 9-10 2
Vores inspiration Interessen for emnet startede, da vi hørte om FMT, fækale mikrobielle transplantationer mellem mennesker. Emnet var makabert og dybest set frastødende for os. Dette skræmte os dog ikke væk, tværtimod skærpede det vores interesse for emnet. Hvad er FMT FMT står for fækale mikrobielle transplantationer. Proceduren går reelt set ud på at tage fæces - altså afføring - fra et rask individ, og give det til et sygt individ. Ved at gøre dette kan man skabe en ændring i tarmfloraen og potentielt kurere det syge individ. Proceduren hos mennesker Proceduren starter med et helt sundt og rask individ. Individet afgiver fæces som herefter blandes med saltvand i en blender. Så sies blandingen, og sidst gives blandingen videre til det syge individ, enten via endetarmen eller gennem en sonde i munden. På både Hvidovre og Aarhus hospitaler har man de seneste år behandlet patienter med den såkaldte Clostridium difficile bakterie, ved hjælp af fækale mikrobielle transplantationer. Clostridium difficile er en bakterie som kan udskille særlige toksiner, som forårsager diarré. Introduktion til problem Problemet med disse bakterier findes også i svineproduktionen. Clostridium difficile er bare én af de mange bakterier, som kan være årsagen til blandt andet pattegrisdiarré. En anden grund til at disse bakterier er til stede og forårsager diarré hos pattegrisene, kan være fordi man, i en for tidlig alder, tager pattegrisene væk fra deres mor og giver dem fast føde. Hvis diarréen så opstår, får pattegrisene antibiotika som den eneste løsning. For meget uddeling af antibiotikamedicin, kan føre til antibiotikaresistens. Det, samt en ønsket reducering af flokbehandling er i øjeblikket i fokus hos svineproducenterne og den øvrige befolkning. 3
Flere og flere grise bliver unødvendigt vaccineret som et forsøg på at begrænse spredning af sygdom i de tætbebelagte grisestalde. Husdyr-MRSA chokerede hele Danmark, da historier de sidste par år begyndte at florere i medierne. Historierne åbnede manges øjne for konsekvenserne af antibiotikaresistens. En kombination af dette og tanken om lortetransplantationer fik os til at undre os Vi ønskede at finde ud af, om man kunne implementere de samme fækale mikrobielle transplantationsmetoder og procedurer på grise, som man i øjeblikket bruger på mennesker. Proceduren hos svin En overførsel af den menneskelige procedure til svin vil ikke være mulig, da det ikke stemmer overens med den nuværende lovgivning indenfor området. Og selv hvis der blev lavet en lovændring på området, vil det være utrolig tidskonsumerende for den enkelte landmand, at indarbejde en sådan procedure som et led i sygdomsbekæmpelsen blandt svin. Hvad gør vi så? Det er ikke lovligt at fodre grise fæces. Derfor har vi valgt at undersøge om man kan nøjes med at foretage en mikrobiel transplantation, altså at overføre de gode bakterier fra det raske svins tarmflora til et andet sygt svin. Problemformulering Kan man udnytte allerede raske grises tarmbakterier til bekæmpelse af sygdomme som diarré? Hvad er, og hvordan kan den ideelle tarmflora findes, og overføres fra én gris til andre? 4
Hvad er tarmflora- og bakterier? Tarmfloraen er sammensætningen af mikroorganismer i mave-tarmkanalen. Det er vigtigt, både for mennesker og dyr, at tarmfloraen er i balance. Hvis tarmfloraen kommer ud af balance kan det medføre sygdomme og infektioner. En god tarmflora er stabil. Der skal være en blanding af ondartede og godartede bakterier. Hvad vil vi? Vi ønsker at finde ud af hvilke bakteriesammensætninger, der er i stand til at bekæmpe infektioner og overordnet styrke dyrenes helbred. Den ideelle sammensætning af mikroorganismer, den ideelle tarmflora, for svin skal findes gennem utallige forsøg og undersøgelser af sammensætningers påvirkninger på diverse infektioner. Hvad gjorde vi? For at få svar på vores problemstilling valgte vi allerførst at spørge diverse kilder til råds. Vi ønskede at finde ud af, om vores idé overhovedet havde nogen chance for at blive realiseret i den virkelige verden. Vi udsendte en række spørgsmål til forskellige mennesker indenfor emnet. Vi fik blandt andet respons fra en overlæge fra lever- og mavetarmsygdomme, en speciallæge i klinisk mikrobiologi, og en chefforsker inden for selvsamme område; Anni Øyan Pedersen, Chefforsker, Cand.agro., Ph.d., SEGES Videncenter for Svineproduktion, forklarede os om hendes deltagelse i et forskningsprojekt med grise, hvor de foretog fækaltransplantationer, meget lignende vores oprindelige idé. I hendes forsøg foretog de transplantationerne gennem munden. Anni modtog særlig tilladelse fra myndighederne til at lave dette forsøg, da man ikke må fodre grise med afføring ifølge lovgivningen. Som følge af lovgivningen vil det heller ikke være realistisk i praksis at udføre sådanne fækaltransplantationer på grise gennem endetarmen, som man gør ved mennesker der f.eks. har tyktarmsbetændelse. Vi modtog eksperternes syn på problemstillingen, og de introducerede os til andre mulige metoder, end den vi oprindeligt selv havde funderet over. 5
Vi tog også kontakt til økologisk landmand, Lone Vitus, for at spørge hende om muligheden for at introducere FMT-proceduren som et alternativ til flokbehandling. Hun mente, ligesom vi senere blev klar over, at det ville være utroligt tidskonsumerende for den enkelte landmand, at indarbejde en sådan procedure på som et led i sygdomsbekæmpelsen blandt svin. Hun foreslog, ligesom eksperterne, at man udvalgte bakterier og dyrkede dem. Det lykkedes os ikke at få svar fra en konventionel landmand. Hvordan skal mikroorganismerne gives til svinene? Når den ideelle tarmflora er fundet skal den gives til grisene. Vi har overvejet 3 overordnede måder at gøre det på; 1. Indarbejdes i foderet Mikroorganismerne skal tilføjes ved produktion af grisenes foder. 2. Tilskud i form af pille Tarmfloraen skal indkapsles og fodres til dyrene som et kosttilskud 3. Sprøjtevæske i stalde Organismerne skal indgå i en væske der skal sprøjtes ud som i frugt- og grønt afdelingen i supermarkeder. Grisene vil herved dels indånde blandingen og dels kunne udnytte bakterierne fra deres omgivelser. Udfordringer ved udlevering af mikroorganismerne til svin Der er uvisheder og ukendte faktorer der spiller ind ved alle 3 måder at give dyrene mikroorganismerne på. 1. At indarbejde mikroorganismerne i foderet. For at denne løsning skal kunne virke, skal man finde en måde hvorpå man kan sikre at mikroorganismerne når hele vejen ned til dyrets tarm og at de ikke bliver opløst undervejs af f.eks. mavesyre. Der skal oveni det være en aftale med producenten om at tilføje disse bakterier. Det bør ovevejes også startes nye sikkerhedstiltag på producentens virksomhed, som følge af de ny introducerede bakterier, der uvist kan have en effekt på mennesker. 2. Tilskud i form af pille. 6
Ved denne løsning er det, ligesom overstående, usikkert om alle tarmfloraens bakterier vil være i stand til at trænge helt ned i dyrets tarm, uden at gå tabt undervejs. 3. Sprøjtevæske i stalde. Et problem ved denne løsning kunne være rækkeviden. Man skal være sikker på at den mængde der bliver sprøjtet ud i stalden, er i tilstrækkelig til at nå alle svin. Det skal ikke ende ud med, at man er ude af stand til at befinde sig i grisestalden som følge af for meget sprøjtning. Faktorer som støjen fra selve sprøjtningsanlægget og irritation fra grisene side skal også overvejes. Hvad vil det medføre? Hvis man på succesfuldt vis formår at overføre gode bakterier til syge grise, ved hjælp af sådanne transplantationer, forventer vi at det vil kunne styrke dyrenes helbred og ydermere mindske antibiotikamedicineringen af selvsamme dyr. Mikrobielle transplantationer kan medvirke kolonisationsresistens som vil sørge for at ondsindede bakterier ikke længere kan bosætte sig hos dyret. Dette vil stabilisere grisens tarmflora, og kan blandt andet medføre øget fordøjelighed, - og foderudnyttelse. På lang sigt ønsker vi at finde ud af, hvilke bakterier og bakteriesammensætninger der vil kunne udnyttes til behandling af forskellige sygdomme i grise. 7
Perspektivering Ved mindre medicinbehandling i form af antibiotika og andre præparater, der har til formål at reducere bakterier, vil resistente bakterier, som MRSA, ikke være i stand til at opstå i samme omfang. Disse bakterier er nemlig opstået som følge af medicinering af svinene i for store doser, som derved har udviklet resistens. Mikrobielle transplantationer skal ses som et antibiotikareducerende tiltag, der skal arbejde sammen med antibiotikamedicinering. Der bliver hele tiden udviklet nye former for antibiotika, da flere og flere bakterier bliver resistente over for medicinen. Hvis man var i stand til at finde og udvælge de ideelle mikroorganismer fra tarmen og dyrke dem, kunne man muligvis give grisene denne nye suppe. Vi fik kontakt med Anni Øyan Pedersen som har fået særlig tilladelse til, og er i gang med, at udføre fækale mikrobielle transplantationer på grise gennem sonder i munden. Hun mener, at det sandsynligvis kan være muligt at isolere og dyrke ideelle bakterier der på forskellig vis kan ændre og gavne tarmfloraen. Reelt set minder mikrobielle transplantationer meget om probiotika. Probiotika indebærer at man overfører og dyrker enkelte eller få bakteriestammer og indtager disse som medicin. Forskellen ved probiotika og mikrobielle transplantationer er, et man ved mikrobielle transplantationer vil kunne overføre og sammensætte hele bakteriefloraer, i stedet for blot at dyrke og overføre små bakteriekulturer af samme slags. Konklusion Vores konklusion er, at der helt sikkert er en fremtid inden for mikrobielle transplantationer mellem svin. Dog mangler der stadig en del forskning inden for området. Præcis hvilke bakteriesammensætninger der er i stand til at bekæmpe visse sygdomme, er stadig uvist. Det vides heller ikke hvordan man på bedst effektiv vis skal overføre disse bakterieflora til syge svin, uden at bakterierne eksempelvis bliver opløst i fordøjelsessystemet inden de når tarmen. 8
Kilder Christian Lodberg Hvas Overlæge, ph.d. Lever- og mavetarmsygdomme Aarhus Universitetshospital Morten Helms Overlæge, ph.d., Infektionsmedicinsk Afdeling Hvidovre Hospital Medvirkende i DR udsendelsen Transplantation af afføring redder syge med livstruende diarre. Michael Tvede Speciallæge i klinisk mikrobiologi, Ledende overlæge på Klinisk Mikrobiologisk Afdeling på Viborg Sygehus i 4 år. Overlæge og klinikchef på Rigshospitalets Kliniske Mikrobiologiske afdeling. Michael Tvede arbejder med: Udvikling af bakteriestammer til probiotika for videresalg. Karakterisering og undersøgelse af probiotiske bakteriestammer. Diagnostiske undersøgelser af tarm- og mundhuleflora (biom-analyser). Diagnostiske undersøgelser for bakteriel translokation fra slimhinder og utæt tarm. Konsulentydelser indenfor mikrobiologi. Anni Øyan Pedersen Chefforsker, Cand.agro., Ph.d. SEGES Videncenter for Svineproduktion 9
Forskningsprojekt med grise, hvor de laver fækaltransplantationer Lone Vitus Økologisk landmand Uddannet mejeriingeniør Videnskabelig assistent hos Landbohøjskolen http://videnskab.dk/krop-sundhed/andres-afforing-kan-blive-din-medicin https://ing.dk/artikel/dansk-bakteriesuppe-fra-1980erne-faar-ny-chance-som-medicinsk-behandling-184611 http://vsp.lf.dk/viden/sygdom%20og%20behandling/mave-%20og%20tarmsystem/diarre%20hos%20pattegrise_oversigt.aspx https://www.dr.dk/nyheder/viden/naturvidenskab/video-transplantation-af-affoering-redder-syge-med-livstruende-diarre#!/05:34 https://www.youtube.com/watch?v=qaq7s6gp3ra https://www.youtube.com/watch?v=2qvoglr6gjc - https://www.youtube.com/watch?v=i6rbfoitbls 10