Hur och var sprids gener som ger antibiotikaresistens?

Bild 1 av 1
Metod för prediktering av antibiotikaresistensgener
En av avhandlingens centrala metoder. Antibiotikaresistensgener hittades i bakteriegenom, och gener som överförts mellan olika bakterier identifierades. Maskininlärningsmodeller tränades sedan att prediktera överföring av resistensgener mellan bakterier, och användes för att kvantifiera inverkan av olika faktorer på den biologiska processen.

Bakterier som blir antibiotikaresistenta är ett växande hot. David Lunds doktorsavhandling syftar till att vidga vetandet kring fenomenet för att i framtiden bättre kunna hantera det.

David Lund

– Att bakterier blir resistenta mot antibiotika är ett av de mest allvarliga problemen inom sjukvården idag. Vi måste lära oss förstå hur och varför antibiotikaresistens uppstår för att så småningom kunna göra något åt det. Vi vet redan mycket – som att en av de huvudsakliga anledningarna till antibiotikaresistens är att bakterier kan förvärva gener som ger resistens från andra bakterier. På så vis har sjukdomsalstrande bakterier lyckats förvärva många resistensgener från ofarliga arter. Mycket i denna process är dock ännu okänt.

Davids forskning går ut på att undersöka förekomsten av resistensgener i bakteriers dna, och hur dessa gener sprids mellan olika arter och miljöer. För att göra detta har stora publika datamängder utnyttjats som analyserats med hjälp av bioinformatik och maskininlärning. Slutsatsen är att den största delen av spridningen av resistensgener sker dels i vår tarmflora, dels i avloppsvatten.

Maskininlärning kan bli viktigt verktyg

Avhandlingen visar även att genetiska likheter mellan bakterier ökar möjligheten att resistensgener överförs. Som sista del undersöks möjligheten att förutse framtida spridning av resistensgener med hjälp av maskininlärning, och resultatet är att det har potential att utgöra ett kraftfullt verktyg i framtiden. På det stora hela hoppas David att avhandlingen kan bidra till framtida diagnostik för behandlingar och för beslutsfattande i frågan.

Matematik och biologi var de ämnen som David tyckte var roligast på gymnasiet, vilket ledde till att han började läsa bioteknik på Chalmers. Han gjorde ett examensarbete för Erik Kristiansson med liknande saker som de han nu doktorerat på och fick på så vis upp ögonen för forskningen.

Vill fortsätta som postdoktor

– Jag började doktorera 2020, det var lite speciellt med pandemin men jag blev väl mottagen. Överhuvudtaget har jag varit i en väldigt bra forskarmiljö, vilket också inbegriper forskare från Sahlgrenska.

Även undervisningen har varit roligare än David trodde att den skulle vara, och då främst interaktionen med studenterna. Han har främst undervisat statistikkurser. Härnäst vill han fortsätta forska på antibiotikaresistens som postdoktor, då det finns många viktiga upptäckter kvar att göra inom fältet.

David Lund disputerar i biovetenskap med avhandlingen Data-driven insights on the dissemination of antibiotic resistance genes, fredag den 13 juni kl 9.00 i sal Pascal, Hörsalsvägen 1. Handledare är Erik Kristiansson, biträdande handledare är Anna Johnning och Joakim Larsson.

David Lund
  • Doktorand, Tillämpad matematik och statistik, Matematiska vetenskaper

Skribent

Setta Aspström