Хранителната добавка е виновна за епидемията от C. difficile
Кога Clostridium difficile инфекциите отглеждат грозната си глава, пациентите са изложени на сериозен риск. Но никой не знае какво се крие зад нарастващия брой инфекции. Ново изследване поставя хранителната добавка в основата на епидемията.
Clostridium difficile е бактерия, способна да причини животозастрашаваща диария, колит, токсичен мегаколон, органна недостатъчност и смърт.
Според Центровете за контрол и превенция на заболяванията (CDC), C. difficile понастоящем е „най-честата микробна причина за инфекции, свързани със здравеопазването, в американските болници и струва до 4,8 милиарда долара всяка година“.
Всъщност, C. difficile причинява половин милион инфекции и убива 15 000 души всяка година, повечето от които са възрастни хора. И все пак тези цифри бяха много по-ниски.
Точно защо през последните 20 години се наблюдава нарастваща епидемия от C. difficile инфекциите остава загадка - досега.
Писане в списанието Природата наскоро изследователи от Медицинския колеж Baylor в Хюстън, Тексас и колеги от Университета на Орегон в Юджийн, Медицински център в Лайден в Холандия и Института на Welcome Trust Sanger в Хинкстън, Обединеното кралство, може да са открили липсващото парче пъзел.
Те насочват пръста си към хранителната добавка - обикновената захарна трехалоза, която се използва широко от хранителната индустрия.
Възходът на C. difficile
В началото на века се появиха епидемични щамове от C. difficile, обяснява Джими Д. Балард - професор в Катедрата по микробиология и имунология в Университета на Оклахома в Оклахома Сити - в придружаваща статия в списанието Природата.
Проф. Балард обяснява, че повечето от тези щамове произхождат от един източник: вид C. difficile известен като риботип 027 (RT027), който се разпространява от САЩ, Канада и Европа по целия свят.
През 2013 г. CDC класифицира нивото на заплаха от C. difficile като спешно, поставяне на грешката в топ 3 от 18 устойчиви на лекарства микроби - доста над туберкулозата и MRSA.
„От особена загриженост е връзката между RT027 и драматичното увеличение на смъртните случаи, свързани с C. difficile. Мистерията защо този риботип и вторият, RT078, стана толкова разпространен, очевидно от въздуха, остава до голяма степен неразгадана. "
Проф. Джими Д. Балард
Робърт А. Бритън - който е професор по молекулярна вирусология и микробиология в Медицинския колеж Бейлор - и екипът му търсят отговора от няколко години.
Проф. Бритън ме насочи към изследване, което екипът публикува още през 2014 г., което показа, че RT027 може да надмине други C. difficile щамове в лабораторни и животински модели.
Въз основа на тази работа те решиха да се задълбочат, за да стигнат до дъното на това, което дава на RT027 това предимство.
Лов за липсващата връзка
„За да започнем да задаваме този въпрос, ние проверихме [около] 200 захари и други източници на въглерод за способността им да поддържат растежа на щамове RT027 по-добре от други риботипове,“ обясни проф. Бритън.
„Чрез този екран - продължи той - открихме, че RT027 и втори хипервирулентен епидемичен риботип (риботип 078) са в състояние да растат при ниски концентрации на трехалоза, които не поддържат растежа на други C. difficile щамове. "
Трехалозата е естествена захар. Това е дизахарид, което означава, че се състои от две отделни захарни молекули - в този случай глюкоза. Трехалозата може да се намери в гъби, водорасли и други растения. Хранителната индустрия използва захарта, за да подобри структурата и стабилността на хранителните продукти.
Проф. Бритън обяснява в статията си, че употребата на трехалоза е била малко ограничена преди началото на века; струва приблизително 7000 долара за производство само на 1 килограм. Откриването на ензимен процес, който позволява да се извлече трехалоза от царевично нишесте, намали това число до едва 3 долара за килограм.
„Предоставен е статусът„ общо признат за безопасен “от Американската администрация по храните и лекарствата [FDA] през 2000 г. и одобрен за употреба в храни в Европа през 2001 г.“, докладва проф. Бритън, „съобщава, че очакваната употреба варира от концентрации 2 процента до 11,25 процента за храни, включително тестени изделия, говеждо месо и сладолед. "
„Широкото приемане и използване на трехалоза в диетата съвпада с появата на огнища както на RT027, така и на RT078.“
Проф. Робърт А. Бритън
Свързване на точките
Проф. Бритън и неговият екип поставят двете щамове на C. difficile към теста, за да разберете какво им дава предимство пред останалите C. difficile щамове, когато става въпрос за метаболизма на трехалозата.
Интересното е, че RT027 и RT078 постигат това по различни начини. Щамът RT027 има една мутация в протеин, който обикновено потиска метаболизиращия трехалозата ензим фосфотрехалаза. Тази мутация изключва репресорния протеин, позволявайки на RT027 да използва ниски нива на трехалоза.
От друга страна, RT078 има четири допълнителни гена, които поддържат метаболизма на трехалозата и му позволяват да расте много по-добре в среда с ниски нива на трехалоза, отколкото други щамове.
Коментирайки резултатите, проф. Бритън ми каза, че „най-изненадващото откритие на тази работа е, че хранителна добавка е повлияла на появата на епидемични щамове на C. difficile които са причинили повишена заболеваемост и смъртност. "
„Другата изненада“, добави той, „е фактът, че трехалозата изглежда директно увеличава вирулентността на C. difficile.“Всъщност, изследването на екипа показва, че макар трехалозата да не увеличава непременно броя на бактериите RT027, тя позволява на бъговете да произвеждат значително повече бактериални токсини, които са отговорни за симптомите на разстройство на червата, които много пациенти изпитват.
Но колко трехалоза ще трябва да консумирам, за да позволя на тези потенциално смъртоносни бъгове да се закрепят в червата ми?
В проучването учените тествали течност, събрана от тънките черва на трима доброволци, които консумират нормална диета. Резултатите разкриха, че има достатъчно трехалоза, за да подпомогне растежа на RT027, но не и други щамове на C. difficile.
Означава ли това, че трябва да се стремя да намаля консумацията на трехалоза?
„Неочакваният виновник“
Попитах проф. Бритън дали смята, че употребата на трехалоза в храната ще бъде ограничена въз основа на тези данни. Той не мислеше така.
„Това, което предполага тази работа, е, че ако болница или дългосрочно сестринско заведение има огнище на C. difficile причинени от щам RT027 или RT078, тогава диетата на пациентите трябва да бъде променена, за да се ограничи консумацията на трехалоза “, предложи той вместо това.
Най-голямата група хора в риск C. difficile инфекциите са над 65 години и особено тези, които приемат антибиотици и се оказват в здравни заведения като болница.
За останалата част от населението, C. difficile представлява по-малка заплаха. CDC обаче са много ясни в целта си, че „предотвратяване C. difficile е национален приоритет. "
Проф. Бритън и колегите му със сигурност правят своето. „Работим сега, за да разберем как трехалозата увеличава тежестта на заболяването C. difficile щамове, които могат да метаболизират ниски концентрации на трехалоза ”, каза ми той.
„Ние също проверяваме - появява той - продължи той C. difficile щамове от болници за способността им да консумират трехалоза и други диетични захари, за да проучат допълнително връзката между диетата и C. difficile инфекция."
Въпреки че има много въпроси, на които учените все още трябва да отговорят, връзката между трехалозата и C. difficile е част от нововъзникваща тема, показваща, че нашата диета изглежда играе все по-важна роля в това как нашите чревни микроби се държат при болест и здраве.
„Невъзможно е да се знаят всички подробности за събитията около скорошното C. difficile епидемии, но косвените и експериментални доказателства сочат трехалозата като неочакван виновник. "
Проф. Джими Д. Балард
