Aditiv za hrano kriv za epidemijo C. difficile
Kdaj Clostridium difficile bolniki so resno ogroženi. Toda nihče ne ve, kaj je v ozadju naraščajočega števila okužb. Nove raziskave postavljajo aditiv za živila v središče epidemije.
Clostridium difficile je bakterija, ki lahko povzroči smrtno nevarno drisko, kolitis, toksični megakolon, odpoved organov in smrt.
Po navedbah Centrov za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC) C. difficile je trenutno "najpogostejši mikrobni vzrok okužb, povezanih z zdravstvom, v ameriških bolnišnicah in stane do 4,8 milijarde USD vsako leto."
Pravzaprav, C. difficile vsako leto povzroči pol milijona okužb in ubije 15.000 ljudi, med katerimi je večina starejših. Vendar so bile te številke včasih veliko nižje.
Natanko zato je v zadnjih 20 letih naraščala epidemija C. difficile okužb ostaja skrivnost - do zdaj.
Pisanje v reviji Narava pred kratkim so raziskovalci s Medicinske fakultete Baylor v Houstonu v Teksasu in sodelavci z Univerze v Oregonu v Eugenu, Leiden Medical Center na Nizozemskem in Inštituta Wellcome Trust Sanger v Hinxtonu v Veliki Britaniji morda našli manjkajoči del v sestavljanka.
S prstom kažejo naravnost na aditiv za živila, preprosto sladkorno trehalozo, ki jo široko uporablja živilska industrija.
Vzpon C. difficile
Na prelomu stoletja so se pojavile epidemije C. difficile, pojasnjuje Jimmy D. Ballard - profesor na oddelku za mikrobiologijo in imunologijo na Univerzi v Oklahomi v Oklahoma Cityju - v spremnem članku v reviji Narava.
Profesor Ballard pojasnjuje, da večina teh sevov izvira iz enega samega vira: vrste C. difficile znan kot ribotip 027 (RT027), ki se je razširil iz ZDA, Kanade in Evrope po vsem svetu.
Leta 2013 je CDC opredelil stopnjo nevarnosti C. difficile kot nujno uvrstitev hrošča v top 3 od 18 mikrobov, odpornih proti drogam - precej nad tuberkulozo in MRSA.
»Še posebej zaskrbljujoča je povezava med RT027 in dramatičnim povečanjem števila smrtnih primerov, povezanih z njo C. difficile. Skrivnost, zakaj je ta in drugi ribotip RT078 postal tako razširjen, očitno iz nič, ostaja večinoma nerazrešena. "
Prof. Jimmy D. Ballard
Robert A. Britton - profesor molekularne virologije in mikrobiologije na medicinski fakulteti Baylor - in njegova ekipa že vrsto let iščejo odgovor.
Profesor Britton me je usmeril v smer študije, ki jo je ekipa objavila leta 2014, ki je pokazala, da lahko RT027 presega druge C. difficile sevi v laboratorijskih in živalskih modelih.
Na podlagi tega dela so se odločili poglobiti se, da bi prišli do dna tega, kar RT027 daje to prednost.
Poiščite manjkajočo povezavo
"Za začetek tega vprašanja smo pregledali [približno] 200 sladkorjev in druge vire ogljika zaradi njihove sposobnosti, da podpirajo rast sevov RT027 bolje kot drugi ribotipi," je pojasnil prof. Britton.
»Skozi ta zaslon,« je nadaljeval, »smo ugotovili, da sta RT027 in drugi hipervirulentni, epidemični ribotip (ribotip 078) uspela rasti na nizkih koncentracijah trehaloze, ki ne podpirajo rasti drugih C. difficile sevi. "
Trehaloza je naravni sladkor. Je disaharid, kar pomeni, da je sestavljen iz dveh posameznih molekul sladkorja - v tem primeru glukoze. Trehalozo lahko najdemo v glivah, algah in drugih rastlinah. Živilska industrija uporablja sladkor za izboljšanje teksture in stabilnosti živilskih izdelkov.
Prof. Britton v svojem članku pojasnjuje, da je bila uporaba trehaloze pred začetkom stoletja nekoliko omejena; za proizvodnjo samo 1 kilograma je stalo približno 7000 USD. Vendar pa je odkritje encimskega postopka, ki omogoča ekstrakcijo trehaloze iz koruznega škroba, to število zmanjšalo na le 3 dolarje na kilogram.
"Ameriška uprava za hrano in zdravila [FDA] je leta 2000 odobrila status" splošno priznanega kot varnega "in leta 2001 odobrila za uporabo v hrani v Evropi," poroča prof. Britton, "pričakovana uporaba se giblje od koncentracije 2 na 11,25 odstotka za živila, vključno s testeninami, mleto govedino in sladoledom. "
"Široko sprejemanje in uporaba trehaloze v prehrani sovpada s pojavom izbruhov RT027 in RT078."
Prof. Robert A. Britton
Povezovanje pik
Profesor Britton in njegova ekipa sta storila dva seva C. difficile na test, da bi ugotovili, kaj jim daje prednost pred drugimi C. difficile sevi, ko gre za presnovo trehaloze.
Zanimivo je, da RT027 in RT078 to dosežeta na različne načine. Sev RT027 ima eno mutacijo beljakovine, ki običajno zavira encim, ki presnavlja trehalozo, fosfotrehalazo. Ta mutacija izklopi represorski protein, kar RT027 omogoča uporabo nizkih ravni trehaloze.
Na spodnji strani ima RT078 štiri dodatne gene, ki podpirajo presnovo trehaloze in ji omogočajo, da raste veliko bolje v okoljih z nizko vsebnostjo trehaloze kot drugi sevi.
V komentarju rezultatov mi je profesor Britton dejal, da je "najbolj presenetljiva ugotovitev tega dela, da je prehranski dodatek vplival na pojav epidemičnih sevov C. difficile ki so povzročili povečano obolevnost in umrljivost. "
"Drugo presenečenje," je dodal, "je dejstvo, da trehaloza neposredno povečuje virulenco C. difficile.“Raziskave ekipe dejansko kažejo, da trehaloza sicer ne poveča nujno števila bakterij RT027, vendar hroščem omogoča, da proizvedejo bistveno več bakterijskih toksinov, ki so odgovorni za simptome pretrganja črevesja, ki jih doživljajo številni bolniki.
Toda koliko trehaloze bi potreboval, da bi se te potencialno smrtonosne žuželke uveljavile v mojem črevesju?
V študiji so znanstveniki testirali tekočino, zbrano iz tankega črevesa treh prostovoljcev, ki uživajo normalno prehrano. Rezultati so pokazali, da je bilo dovolj trehaloze za podporo rasti RT027, ne pa tudi drugih sevov C. difficile.
Ali to pomeni, da bi si moral prizadevati za zmanjšanje porabe trehaloze?
"Nepričakovani krivec"
Profesorja Brittona sem vprašal, ali meni, da bo na podlagi teh podatkov uporaba trehaloze v hrani omejena. Ni mislil tako.
„To, kar navaja to delo, je, da če izbruhne bolnišnica ali ustanova za dolgotrajno zdravstveno nego C. difficile povzročil sev RT027 ali RT078, potem je treba prehrano bolnikov spremeniti, da se omeji uživanje trehaloze, «je namesto tega predlagal.
Največja skupina ljudi, ki jim grozi C. difficile okužbe so starejše od 65 let, zlasti tisti, ki jemljejo antibiotike in se znajdejo v zdravstvenem okolju, kot je bolnišnica.
Za ostalo prebivalstvo, C. difficile predstavlja manjšo grožnjo. Vendar CDC zelo jasno poudarja svoj cilj, da „preprečevanje C. difficile je nacionalna prednostna naloga. "
Profesor Britton in njegovi kolegi zagotovo delajo svoje. “Zdaj si prizadevamo razumeti, kako trehaloza povečuje resnost bolezni C. difficile sevi, ki lahko presnovijo nizke koncentracije trehaloze, «mi je povedal.
"Pregledujemo tudi," je nadaljeval, "nastajajoče C. difficile bolniških sevov zaradi njihove sposobnosti uživanja trehaloze in drugih prehranskih sladkorjev za nadaljnjo raziskavo povezave med prehrano in C. difficile okužbe. "
Čeprav obstaja še veliko vprašanj, na katera morajo znanstveniki odgovoriti, je povezava med trehalozo in C. difficile je del nastajajoče teme, ki kaže, da ima naša prehrana vse bolj pomembno vlogo pri obnašanju naših črevesnih mikrobov v bolezni in zdravju.
»Nemogoče je vedeti vse podrobnosti o dogodkih v bližini nedavnega C. difficile epidemije, vendar posredni in eksperimentalni dokazi kažejo, da je trehaloza nepričakovani krivec. "
Prof. Jimmy D. Ballard
