Aditiv alimentar de vină pentru epidemia de C. difficile
Când Clostridium difficile infecțiile își cresc capul urât, pacienții prezintă un risc serios. Dar nimeni nu știe ce se află în spatele numărului crescând de infecții. Noile cercetări plasează un aditiv alimentar în centrul epidemiei.
Clostridium difficile este o bacterie capabilă să provoace diaree care pune viața în pericol, colită, megacolon toxic, insuficiență de organ și moarte.
Potrivit Centrelor pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC), C. difficile este în prezent „cea mai frecventă cauză microbiană a infecțiilor asociate asistenței medicale în spitalele din SUA și costă până la 4,8 miliarde de dolari în fiecare an”.
De fapt, C. difficile provoacă o jumătate de milion de infecții și ucide 15.000 de persoane în fiecare an, dintre care majoritatea sunt vârstnici. Totuși, aceste cifre erau mult mai mici.
Exact de ce în ultimii 20 de ani s-a înregistrat o epidemie în creștere de C. difficile infecțiile au rămas un mister - până acum.
Scrierea în jurnal Natură recent, cercetătorii de la Baylor College of Medicine din Houston, TX și colegii de la Universitatea din Oregon din Eugene, Centrul Medical Leiden din Olanda și Institutul Wellcome Trust Sanger din Hinxton, Regatul Unit, ar fi putut găsi piesa lipsă în puzzle.
Arată cu degetul direct către un aditiv alimentar, trehaloza de zahăr simplă, care este utilizată pe scară largă de industria alimentară.
Creșterea C. difficile
Începutul secolului a apărut apariția tulpinilor epidemice de C. difficile, explică Jimmy D. Ballard - profesor la Departamentul de Microbiologie și Imunologie de la Universitatea Oklahoma din Oklahoma City - într-un articol însoțitor din revista Natură.
Prof. Ballard explică faptul că majoritatea acestor tulpini provin dintr-o singură sursă: un tip de C. difficile cunoscut sub numele de ribotipul 027 (RT027), care s-a răspândit din SUA, Canada și Europa în întreaga lume.
În 2013, CDC a clasificat nivelul amenințării C. difficile la fel de urgent, plasarea bug-ului în top 3 din 18 microbi rezistenți la medicamente - cu mult peste tuberculoză și MRSA.
„O preocupare deosebită a fost corelația dintre RT027 și o creștere dramatică a deceselor legate de C. difficile. Misterul de ce acest ribotip și un al doilea, RT078, au devenit atât de răspândite aparent din aer, a rămas în mare parte nerezolvat. ”
Prof. Jimmy D. Ballard
Robert A. Britton - care este profesor de virologie moleculară și microbiologie la Baylor College of Medicine - și echipa sa sunt în căutarea răspunsului de câțiva ani.
Prof. Britton m-a indicat în direcția unui studiu pe care echipa l-a publicat în 2014, care a arătat că RT027 poate întrece altele C. difficile tulpini în modele de laborator și animale.
Pe baza acestei lucrări, au decis să aprofundeze pentru a ajunge la fundul a ceea ce oferă RT027 acest avantaj.
Vânați veriga lipsă
„Pentru a începe să punem această întrebare, am analizat [aproximativ] 200 de zaharuri și alte surse de carbon pentru capacitatea lor de a susține creșterea tulpinilor RT027 mai bine decât alte ribotipuri”, a explicat prof. Britton.
„Prin acest ecran”, a continuat el, „am constatat că RT027 și un al doilea ribotip hipervirulent, epidemic (ribotipul 078) au putut crește la concentrații scăzute de trehaloză care nu susțin creșterea altor C. difficile tulpini. "
Trehaloza este un zahăr natural. Este o dizaharidă, ceea ce înseamnă că este alcătuită din două molecule individuale de zahăr - în acest caz glucoză. Trehaloza poate fi găsită în ciuperci, alge și alte plante. Industria alimentară folosește zahărul pentru a îmbunătăți textura și stabilitatea produselor alimentare.
Prof. Britton explică în articolul său că utilizarea trehalozei era oarecum limitată înainte de începutul secolului; a costat aproximativ 7.000 de dolari pentru a produce doar 1 kilogram. Cu toate acestea, descoperirea unui proces enzimatic care permite extragerea trehalozei din amidonul de porumb a redus acest număr la doar 3 dolari pe kilogram.
„Acordat [statutul de„ recunoscut în general ca sigur ”de către Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente [FDA] în 2000 și aprobat pentru utilizare în alimente în Europa în 2001”, relatează Prof. Britton, „a raportat o utilizare așteptată de la concentrații de 2 la 11,25 la sută pentru alimente, inclusiv paste, carne de vită măcinată și înghețată. "
„Adoptarea pe scară largă și utilizarea trehalozei în dietă coincide cu apariția atât a focarelor RT027, cât și a RT078.”
Prof. Robert A. Britton
Unind punctele
Prof. Britton și echipa sa au pus cele două tulpini de C. difficile la test, pentru a afla ce le oferă avantajul asupra altora C. difficile tulpini atunci când vine vorba de metabolismul trehalozei.
Interesant este că RT027 și RT078 realizează acest lucru în moduri diferite. Tulpina RT027 are o mutație într-o proteină care în mod normal reprimă enzima fosfotrehalază care metabolizează trehaloza. Această mutație oprește proteina represor, permițând RT027 să utilizeze niveluri scăzute de trehaloză.
Pe de altă parte, RT078 are patru gene suplimentare care susțin metabolismul trehalozei și îi permit să crească mult mai bine în medii cu niveluri scăzute de trehaloză decât alte tulpini.
Comentând rezultatele, prof. Britton mi-a spus că „cea mai surprinzătoare constatare a acestei lucrări este că un aditiv alimentar a afectat apariția tulpinilor epidemice de C. difficile care au cauzat morbiditate și mortalitate crescute. ”
„Cealaltă surpriză”, a adăugat el, „este faptul că trehaloza pare să crească în mod direct virulența C. difficile.“De fapt, cercetările echipei arată că, deși trehaloza nu crește neapărat numărul de bacterii RT027, aceasta permite bug-urilor să producă în mod semnificativ mai multe toxine bacteriene, care sunt responsabile pentru simptomele de distrugere a intestinelor pe care mulți pacienți le experimentează.
Dar câtă trehaloză ar trebui să consum pentru a permite acestor bug-uri potențial mortale să-mi ia locul în intestin?
În cadrul studiului, oamenii de știință au testat lichidul colectat din intestinul subțire a trei voluntari care consumă o dietă normală. Rezultatele au arătat că a existat suficientă trehaloză pentru a susține creșterea RT027, dar nu și alte tulpini de C. difficile.
Asta înseamnă că ar trebui să caut să-mi reduc consumul de trehaloză?
„Vinovatul neașteptat”
L-am întrebat pe prof. Britton dacă crede că utilizarea trehalozei în alimente va fi restricționată pe baza acestor date. El nu credea.
„Ceea ce sugerează această lucrare este că, dacă un spital sau o unitate de îngrijire medicală pe termen lung are un focar de C. difficile cauzată de o tulpină RT027 sau RT078, apoi dieta pacienților ar trebui modificată pentru a restricționa consumul de trehaloză ", a sugerat el în schimb.
Cel mai mare grup de persoane cu risc de C. difficile infecția are peste 65 de ani, în special cei care iau antibiotice și se găsesc într-un cadru medical, cum ar fi un spital.
Pentru restul populației, C. difficile reprezintă mai puțin o amenințare. Cu toate acestea, CDC sunt foarte clari în obiectivul lor că „prevenirea C. difficile este o prioritate națională. ”
Prof. Britton și colegii săi își fac cu siguranță puterea. „Lucrăm acum pentru a înțelege modul în care trehaloza crește severitatea bolii C. difficile tulpini care pot metaboliza concentrații scăzute de trehaloză ”, mi-a spus el.
„Suntem, de asemenea, de screening,” a continuat el, „emergente C. difficile tulpini din spitale pentru capacitatea lor de a consuma trehaloză și alte zaharuri dietetice pentru a investiga în continuare legătura dintre dietă și C. difficile infecţie."
Deși există încă multe întrebări de răspuns de către oamenii de știință, legătura dintre trehaloză și C. difficile face parte dintr-o temă emergentă care arată că dieta noastră pare să joace un rol din ce în ce mai crucial în modul în care se comportă microbii noștri intestinali în boală și sănătate.
„Este imposibil să cunoaștem toate detaliile evenimentelor din jurul recentului C. difficile epidemii, dar dovezile circumstanțiale și experimentale indică trehaloza ca un vinovat neașteptat. ”
Prof. Jimmy D. Ballard
