Lytic enzymes as tools for treating mycobacterial infections Lytiska enzymer som verktyg för behandling av mykobakteriella infektioner Mycobacterial infections remain among the globally most deadly and disabling diseases, the most common being tuberculosis (TB), a respiratory contiguous disease caused by a direct contact with the acid-fast bacterium, Mycobacterium tuberculosis. The disease is most prevalent among the poor in low and middle income countries and the emergence of multi-drug resistant mycobacterial strains has made TB a serious public concern. A major hurdle in the treatment of TB is the complex multi-layered structure of the mycobacterial cell wall, of which the outermost hydrophobic mycolic acid layer limits the entry of the antibiotics into the cells. Mycobacteriophages gain entry into the microorganism with the help of different lytic enzymes active against the different layers of the cell wall. In this project, we intend to explore the possibility of using LysB, the enzyme hydrolysing the bonds in the mycolic acid layer, in inhibiting the bacterial growth and hence allowing the treatment with a lower antibiotic concentration during a shorter time. A number of LysB enzymes will be chosen by bioinformatics analysis in databases, their recombinant production, rational protein engineering based on molecular modelling studies, and evaluation in the absence and presence of an antibiotic, on growth inhibition and killing of the non-pathogenic M. smegmatis. The activity and stability of the most effective enzyme variant will be further studied in a liposome formulation used for drug delivery. Mykobakteriella infektioner kvarstår som de globalt mest dödliga och handikappande sjukdomarna. Den mest kända är tuberkulos (TB), spetälska och buruli-sår hos människor, och bovin tuberkulos hos nötkreatur som utlöses av mikroorganismer, inklusive Mycobacterium tuberculosis, M. leprae, M. ulcerans, och M. bovis. TB är en dödlig smittsam andningsvägs-sjukdom och anses vara den näst vanligaste dödsorsaken efter HIV. Enligt statistiken från Världshälsoorganisationen (WHO) 2013, har 9 miljoner personer utvecklat en aktiv TB-infektion, varav 1,5 miljoner dog. Det uppskattas att 1/3 av världens befolkning hyser en latent TB-infektion som kan bli aktiv när immuniteten sänks. Tuberkulos fortsätter att vara förhärskande i de flesta låg- och medelinkomst länder. Undernäring och otillfredsställande levnadsvillkor gör de fattiga mycket mottagliga för dessa infektioner. På senare tid med framväxten av multiresistent (480 000 fall år 2014) och omfattande resistenta stammar, har TB skapat allvarligare oro hos allmänheten, eftersom det finns färre eller ibland ingen effektiv behandling. Medan förekomsten av tuberkulos och andra sjukdomar har kontrollerats i Europa, förväntas den pågående flyktingkrisen ta in en hel del resistenta patogener.  Behandling av tuberkulos kräver en långvarig (halv till ett år) medicinering med hjälp av en kombination av antibiotika som rifampicin, isoniazid H, streptomycin, etambutol och andra. Det största hindret för behandling av mykobakteriella infektioner är den komplexa cellväggsstrukturen som inte fritt tillåter antibiotika att komma in i cellerna för att utföra sin effekt. Å andra sidan finns det vissa virus (mycobakteriofager) som har möjlighet att komma in i bakterierna genom inverkan av olika enzymer (lysin) som hjälper till att bryta ner cellväggsskikten. Fagterapi kan därmed betraktas som en form av behandling av tuberkulos. Emellertid kan frisättning av innehållet i de mykobakteriella cellerna inuti lungorna leda till allvarliga inflammation- eller allergiska- reaktioner.  Syftet med vårt projekt är att utvärdera användningen av en fag lysin (LysB) som bryter ner bindningar i det yttersta lagret (mykolsyra) av bakterierna, vilket kommer att förhindra bakterier från att växa ytterligare, och även leda till mindre mängd antibiotika behövs för att döda bakterierna. Arbetet kommer att innebära screening av mångfalden av LysB enzymer i databaser och deras kända aktiviteter. De lysiner som visar sig att vara mest aktiva kommer att produceras i laboratoriet med hjälp av rekombinant DNA-teknik. Modern teknik kommer att användas för ytterligare modifiering av enzymer för att förbättra deras aktivitet. Deras effekt kommer att testas i laboratoriet på en icke-patogen Mycobacterium-stam. Tester kommer också göras med hjälp av en kombination av enzymerna med antibiotika för att utvärdera eventuella förbättringar i hastigheten och graden av bakteriedödande effekt och även i koncentrationen av antibiotikum som krävs. Slutligen kommer den mest aktiva enzym-kandidaten (och ett antibiotikum) att testas i en formulering bestående av nanobärare företrädesvis för behandling av luftvägsinfektioner.