Potravinárska prídavná látka zodpovedná za epidémiu C. difficile
Kedy Clostridium difficile infekcie vychovávajú ich škaredú hlavu, pacienti sú vážne ohrození. Ale nikto nevie, čo je za stúpajúcim počtom infekcií. Nový výskum kladie potravinársku prídavnú látku do jadra epidémie.
Clostridium difficile je baktéria schopná spôsobiť život ohrozujúce hnačky, kolitídu, toxický megakolón, zlyhanie orgánov a smrť.
Podľa Centra pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) C. difficile je v súčasnosti „najbežnejšou mikrobiálnou príčinou infekcií spojených so zdravotnou starostlivosťou v nemocniciach v USA a stojí každý rok až 4,8 miliárd dolárov.“
V skutočnosti, C. difficile spôsobuje pol milióna infekcií a každý rok zabije 15 000 ľudí, z ktorých väčšinu tvoria seniori. Napriek tomu boli tieto počty oveľa nižšie.
Presne preto, za posledných 20 rokov došlo k vzrastajúcej epidémii C. difficile infekcie zostali záhadou - až doteraz.
Písanie do denníka Príroda nedávno mohli výskumníci z Baylor College of Medicine v Houstone v TX a kolegovia z Oregonskej univerzity v Eugene, Leiden Medical Center v Holandsku a Wellcome Trust Sanger Institute v Hinxtone vo Veľkej Británii nájsť chýbajúci kúsok v skladačka.
Ukazujú prstom priamo na prídavnú látku v potravinách, jednoduchú trehalózu, ktorá je v potravinárskom priemysle veľmi často používaná.
Vzostup C. difficile
Na prelome storočí došlo k vzniku epidemických kmeňov C. difficile, vysvetľuje Jimmy D. Ballard - profesor na Katedre mikrobiológie a imunológie na University of Oklahoma v Oklahoma City - v sprievodnom článku v časopise Príroda.
Profesor Ballard vysvetľuje, že väčšina z týchto kmeňov pochádzala z jedného zdroja: typu C. difficile známy ako ribotyp 027 (RT027), ktorý sa rozšíril z USA, Kanady a Európy do celého sveta.
V roku 2013 klasifikoval CDC stupeň ohrozenia C. difficile ako urgentné, nasadiť plošticu do top 3 z 18 mikróbov rezistentných na lieky - vysoko nad tuberkulózu a MRSA.
„Obzvlášť znepokojujúca bola korelácia medzi RT027 a dramatickým nárastom úmrtí súvisiacich s C. difficile. Záhada, prečo sa tento a druhý ribotyp, RT078, stal natoľko rozšíreným, očividne zo vzduchu, zostala do značnej miery nevyriešená. “
Prof. Jimmy D. Ballard
Robert A. Britton - profesor molekulárnej virológie a mikrobiológie na Baylor College of Medicine - a jeho tím hľadajú odpoveď už niekoľko rokov.
Profesor Britton ma nasmeroval smerom k štúdii, ktorú tím publikoval v roku 2014 a ktorá ukázala, že RT027 môže prekonať ďalšie C. difficile kmene v laboratórnych a zvieracích modeloch.
Na základe tejto práce sa rozhodli ponoriť sa hlbšie, aby sa dostali na dno toho, čo dáva RT027 túto výhodu.
Hľadajte chýbajúci odkaz
"Aby sme si začali klásť túto otázku, vyšetrili sme [okolo] 200 cukrov a ďalších zdrojov uhlíka na ich schopnosť podporovať rast kmeňov RT027 lepšie ako iné ribotypy," vysvetlil profesor Britton.
„Prostredníctvom tejto obrazovky,“ pokračoval, „sme zistili, že RT027 a druhý hypervirulentný, epidemický ribotyp (ribotyp 078) boli schopné rásť pri nízkych koncentráciách trehalózy, ktoré nepodporujú rast iných C. difficile kmene. “
Trehalóza je prirodzene sa vyskytujúci cukor. Je to disacharid, čo znamená, že sa skladá z dvoch jednotlivých molekúl cukru - v tomto prípade z glukózy. Trehalózu nájdete v hubách, riasach a iných rastlinách. Potravinársky priemysel používa cukor na zlepšenie textúry a stability potravinárskych výrobkov.
Britton vo svojom článku vysvetľuje, že použitie trehalózy bolo pred prelomom storočia trochu obmedzené; výroba iba 1 kilogramu stála približne 7 000 dolárov. Avšak objav enzymatického procesu, ktorý umožňuje extrakciu trehalózy z kukuričného škrobu, znížil toto číslo iba na 3 doláre za kilogram.
„Udelený statusu„ všeobecne uznávaný ako bezpečný “americkým Úradom pre kontrolu potravín a liečiv [FDA] v roku 2000 a schválený na použitie v potravinách v Európe v roku 2001,“ uvádza správa Britton, „hlásené očakávané rozsahy použitia sa pohybujú od 2 percent na 11,25 percent pre potraviny vrátane cestovín, mletého hovädzieho mäsa a zmrzliny. “
"Široké prijatie a použitie trehalózy v potrave sa zhoduje s výskytom ohnísk RT027 aj RT078."
Prof. Robert A. Britton
Spájanie bodiek
Profesor Britton a jeho tím položili dva kmene C. difficile na test s cieľom zistiť, čo im dáva výhodu nad ostatnými C. difficile kmene, pokiaľ ide o metabolizmus trehalózy.
Je zaujímavé, že RT027 a RT078 to dosahujú rôznymi spôsobmi. Kmeň RT027 má jednu mutáciu v proteíne, ktorý normálne potláča enzým fosfotrehalázu metabolizujúci trehalózu. Táto mutácia vypína represorový proteín, čo umožňuje RT027 používať nízke hladiny trehalózy.
Na druhej strane má RT078 ďalšie štyri gény, ktoré podporujú metabolizmus trehalózy a umožňujú jej rásť oveľa lepšie v prostredí s nízkou úrovňou trehalózy ako iné kmene.
Britton mi v komentári k výsledkom povedal, že „najprekvapivejším zistením tejto práce je, že potravinová doplnková látka ovplyvnila vznik epidemických kmeňov C. difficile ktoré spôsobili zvýšenú chorobnosť a úmrtnosť. “
„Ďalším prekvapením,“ dodal, „je skutočnosť, že trehalóza zjavne priamo zvyšuje virulenciu C. difficile.“Tímový výskum v skutočnosti ukazuje, že hoci trehalóza nemusí nevyhnutne zvyšovať počet baktérií RT027, umožňuje plošticiam produkovať podstatne viac bakteriálnych toxínov, ktoré sú zodpovedné za príznaky mrzačenia čriev, ktoré zažívajú mnohí pacienti.
Koľko trehalózy by som však musel skonzumovať, aby sa tieto potenciálne smrteľné chyby uchytili v mojich črevách?
V štúdii vedci testovali tekutinu zhromaždenú z tenkého čreva troch dobrovoľníkov, ktorí konzumujú bežnú stravu. Výsledky odhalili, že bolo dostatok trehalózy na podporu rastu RT027, ale nie iných kmeňov C. difficile.
Znamená to, že by som mal hľadať spôsob, ako znížiť svoju spotrebu trehalózy?
„Nečakaný vinník“
Spýtal som sa profesora Brittona, či si myslí, že na základe týchto údajov bude použitie trehalózy v potravinách obmedzené. On si to nemyslel.
„Táto práca naznačuje, že ak vypukne nemocnica alebo zariadenie dlhodobej ošetrovateľskej starostlivosti C. difficile spôsobené kmeňom RT027 alebo RT078, potom by sa mala upraviť diéta pacientov tak, aby sa obmedzila konzumácia trehalózy, “navrhol namiesto toho.
Najväčšia skupina ľudí ohrozená C. difficile infekcie sú staršie ako 65 rokov, najmä tí, ktorí užívajú antibiotiká a ocitnú sa v zdravotníckych zariadeniach, ako sú nemocnice.
Pre zvyšok populácie C. difficile predstavuje menšiu hrozbu. Avšak CDC má vo svojom cieli veľmi jasné, že „prevencia C. difficile je národnou prioritou. “
Profesor Britton a jeho kolegovia určite robia svoje. "Teraz pracujeme na tom, aby sme pochopili, ako trehalóza zvyšuje závažnosť ochorenia." C. difficile kmene, ktoré môžu metabolizovať nízke koncentrácie trehalózy, “povedal mi.
"Vykonávame aj skríning," pokračoval C. difficile kmene z nemocníc pre ich schopnosť konzumovať trehalózu a iné dietetické cukry, aby sa ďalej skúmala súvislosť medzi stravou a C. difficile infekcia. “
Zatiaľ čo vedcom zostáva zodpovedať veľa otázok, súvislosť medzi trehalózou a C. difficile je súčasťou nastupujúcej témy, ktorá ukazuje, že naša strava hrá čoraz dôležitejšiu úlohu v tom, ako sa naše črevné mikróby správajú pri chorobe a zdraví.
"Nie je možné poznať všetky podrobnosti udalostí nedávnych." C. difficile epidémie, ale nepriame a experimentálne dôkazy poukazujú na trehalózu ako na neočakávaného vinníka. “
Prof. Jimmy D. Ballard
