Dodatak hrani kriv za epidemiju C. difficile
Kada Clostridium difficile infekcije leđa ružne glave, pacijenti su u ozbiljnom riziku. Ali nitko ne zna što stoji iza sve većeg broja infekcija. Novo istraživanje stavlja aditiv u hranu u središte epidemije.
Clostridium difficile je bakterija sposobna uzrokovati po život opasan proljev, kolitis, toksični megakolon, zatajenje organa i smrt.
Prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC), C. difficile trenutno je "najčešći mikrobni uzrok infekcija povezanih sa zdravstvom u američkim bolnicama i košta do 4,8 milijardi dolara svake godine."
Zapravo, C. difficile uzrokuje pola milijuna infekcija i svake godine ubije 15 000 ljudi, od kojih je većina starijih osoba. Ipak, ti su brojevi nekad bili puno niži.
Upravo zbog toga u posljednjih 20 godina bilježi se porast epidemije C. difficile infekcije i dalje su misterij - do sada.
Pisanje u časopisu Priroda nedavno su istraživači s Medicinskog fakulteta Baylor u Houstonu, TX, i kolege sa Sveučilišta Oregon u Eugeneu, Leiden Medical Center u Nizozemskoj i Instituta Wellcome Trust Sanger u Hinxtonu u Velikoj Britaniji, mogli pronaći nestali komad u puzzle.
Prstom upiru pravo u aditiv za hranu, jednostavnu šećernu trehalozu, koja se široko koristi u prehrambenoj industriji.
Uspon C. difficile
Na početku stoljeća pojavile su se epidemije C. difficile, objašnjava Jimmy D. Ballard - profesor na Odjelu za mikrobiologiju i imunologiju Sveučilišta Oklahoma u Oklahoma Cityju - u popratnom članku u časopisu Priroda.
Profesor Ballard objašnjava da većina ovih sojeva potječe iz jednog izvora: vrste C. difficile poznat kao ribotip 027 (RT027), koji se proširio iz SAD-a, Kanade i Europe širom svijeta.
2013. CDC je klasificirao razinu prijetnje od C. difficile kao hitno, stavljajući kukca u top 3 od 18 mikroba otpornih na lijekove - znatno iznad tuberkuloze i MRSA.
„Naročito zabrinjava korelacija između RT027 i dramatičnog povećanja smrtnih slučajeva povezanih s C. difficile. Misterija zašto su ovaj i drugi, RT078, toliko rašireni, očito iz zraka, ostala je uglavnom neriješena. "
Prof. Jimmy D. Ballard
Robert A. Britton - koji je profesor molekularne virologije i mikrobiologije na Medicinskom fakultetu Baylor - i njegov tim već su nekoliko godina u potrazi za odgovorom.
Profesor Britton uputio me u smjeru studije koju je tim objavio još 2014. godine, koja je pokazala da RT027 može nadmašiti ostale C. difficile sojevi u laboratorijskim i životinjskim modelima.
Na temelju ovog rada, odlučili su dublje istražiti kako bi došli do dna onoga što RT027 daje ovu prednost.
Potražite kariku koja nedostaje
"Da bismo započeli postavljati ovo pitanje, pregledali smo [oko] 200 šećera i drugih izvora ugljika zbog njihove sposobnosti da podržavaju rast sojeva RT027 bolje od ostalih ribotipova", objasnio je prof. Britton.
„Kroz ovaj zaslon,“ nastavio je, „otkrili smo da su RT027 i drugi hipervirulentni, epidemijski ribotip (ribotip 078) mogli rasti na niskim koncentracijama trehaloze koje ne podržavaju rast drugih C. difficile naprezanja."
Trehaloza je prirodni šećer. Dizaharid je, što znači da se sastoji od dvije pojedinačne molekule šećera - u ovom slučaju glukoze. Trehaloza se može naći u gljivama, algama i drugim biljkama. Prehrambena industrija koristi šećer za poboljšanje teksture i stabilnosti prehrambenih proizvoda.
Prof Britton u svom članku objašnjava da je upotreba trehaloze bila nešto ograničena prije početka stoljeća; koštalo je oko 7000 američkih dolara da se proizvede samo 1 kilogram. Međutim, otkriće enzimskog postupka koji omogućava ekstrakciju trehaloze iz kukuruznog škroba smanjilo je ovaj broj na samo 3 dolara po kilogramu.
„Američka administracija za hranu i lijekove [FDA] odobrila je status„ općenito priznatog kao siguran “i odobrila ga za uporabu u hrani u Europi 2001. godine,„ izvještava prof. Britton, „izvijestila je da se očekivana uporaba kreće u rasponu od 2 posto na 11,25 posto za hranu, uključujući tjesteninu, mljevenu junetinu i sladoled. "
"Široko prihvaćanje i upotreba trehaloze u prehrani podudara se s pojavom epidemija i RT027 i RT078."
Prof. Robert A. Britton
Spajanje točaka
Profesor Britton i njegov tim stavili su dva soja C. difficile na test kako bi otkrili što im daje prednost nad drugima C. difficile sojevi što se tiče metabolizma trehaloze.
Zanimljivo je da RT027 i RT078 to postižu na različite načine. Soj RT027 ima jednu mutaciju proteina koji normalno potiskuje enzim koji metabolizira trehalozu fosfotrehalazu. Ova mutacija isključuje represivni protein, omogućujući RT027 upotrebu niskih razina trehaloze.
S druge strane, RT078 ima četiri dodatna gena koji podržavaju metabolizam trehaloze i omogućuju joj rast puno bolje u okruženjima s niskom razinom trehaloze od ostalih sojeva.
Komentirajući rezultate, prof. Britton rekao mi je da je „najneobičajnije otkriće ovog rada da je dodatak prehrani utjecao na pojavu epidemijskih sojeva C. difficile koji su uzrokovali povećani morbiditet i smrtnost. "
"Drugo iznenađenje", dodao je, "jest činjenica da se čini da trehaloza izravno povećava virulenciju C. difficile.“Zapravo, istraživanje tima pokazuje da iako trehaloza ne mora nužno povećati broj bakterija RT027, ona omogućuje kukcima da proizvode znatno više bakterijskih toksina, koji su odgovorni za simptome uništavanja crijeva koje doživljavaju mnogi pacijenti.
Ali koliko trehaloze bih trebao potrošiti kako bih dopustio da se ove potencijalno smrtonosne bubice uvrste u moja crijeva?
U studiji su znanstvenici testirali tekućinu prikupljenu iz tankog crijeva trojice dobrovoljaca koji jedu normalnu prehranu. Rezultati su otkrili da ima dovoljno trehaloze da podrži rast RT027, ali ne i druge vrste C. difficile.
Znači li to da bih trebao smanjiti potrošnju trehaloze?
"Neočekivani krivac"
Pitao sam prof. Brittona misli li da će uporaba trehaloze u hrani biti ograničena na temelju tih podataka. Nije tako mislio.
„Ono što ovaj rad sugerira jest da ako bolnica ili ustanova za dugotrajnu njegu izbiju C. difficile uzrokovane sojem RT027 ili RT078, tada bi prehranu pacijenata trebalo izmijeniti kako bi se ograničila konzumacija trehaloze ”, predložio je umjesto toga.
Najveća skupina ljudi kojima prijeti opasnost C. difficile infekcije su starije od 65 godina, a posebno oni koji uzimaju antibiotike i nađu se u zdravstvenim ustanovama poput bolnice.
Za ostatak stanovništva, C. difficile predstavlja manju prijetnju. Međutim, CDC je vrlo jasan u svom cilju da „sprečavanje C. difficile je nacionalni prioritet. "
Profesor Britton i njegove kolege sigurno čine svoje. „Sada radimo na tome da shvatimo kako trehaloza povećava ozbiljnost bolesti C. difficile sojevi koji mogu metabolizirati niske koncentracije trehaloze ”, rekao mi je.
"Također vršimo screening", nastavio je, "u nastajanju C. difficile sojevi iz bolnica zbog njihove sposobnosti da konzumiraju trehalozu i druge dijetalne šećere kako bi dodatno istražili vezu između prehrane i C. difficile infekcija."
Iako postoje brojna pitanja na koja znanstvenici trebaju odgovoriti, veza između trehaloze i C. difficile dio je nove teme koja pokazuje da naša prehrana, čini se, igra sve presudniju ulogu u ponašanju naših crijevnih mikroba u bolesti i zdravlju.
“Nemoguće je znati sve detalje događaja koji su okružili nedavni C. difficile epidemije, ali posredni i eksperimentalni dokazi ukazuju na to da je trehaloza neočekivani krivac. "
Prof. Jimmy D. Ballard
