Kiedy infekcje odwracają swoją brzydką głowę, pacjenci są poważnie zagrożeni. Ale nikt nie wie, co kryje się za rosnącą liczbą infekcji. Nowe badania stawiają dodatek do żywności w sercu epidemii.
jest bakterią zdolną do wywoływania zagrażającej życiu biegunki, zapalenia okrężnicy, toksycznego okrężnicy, niewydolności narządów i śmierci.
Według Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) jest to obecnie „najczęstsza przyczyna drobnoustrojów w zakażeniach związanych z opieką zdrowotną w szpitalach w USA i kosztuje do 4,8 miliarda dolarów rocznie”.
W rzeczywistości powoduje pół miliona infekcji i zabija 15 000 osób rocznie, z których większość to seniorzy. Jednak te liczby były znacznie niższe.
Dokładnie, dlaczego ostatnie 20 lat obserwowało narastającą epidemię zakażeń, pozostało tajemnicą – do tej pory.
Pisząc niedawno w czasopiśmie, naukowcy z Baylor College of Medicine w Houston w Teksasie i współpracownicy z University of Oregon w Eugene, Leiden Medical Center w Holandii oraz Wellcome Trust Sanger Institute w Hinxton w Wielkiej Brytanii mogli zlokalizować brakujący element w układance.
Wskazują palcem prosto na dodatek do żywności, prosty cukier trehalozy, który jest powszechnie stosowany w przemyśle spożywczym.
Wzrost
Przełom wieku przyniósł pojawienie się epidemii szczepów, wyjaśnia Jimmy D. Ballard – profesor na Wydziale Mikrobiologii i Immunologii na Uniwersytecie Oklahoma w Oklahoma City – w towarzyszącym artykule w czasopiśmie.
Prof. Ballard wyjaśnia, że większość tych szczepów pochodzi z jednego źródła: typu znanego jako ribotyp 027 (RT027), który rozprzestrzenił się z USA, Kanady i Europy na całym świecie.
W 2013 r. CDC uznało poziom zagrożenia za pilny, umieszczając błąd w 3 pierwszych 18 lekoopornych drobnoustrojach – znacznie powyżej gruźlicy i MRSA.
„Szczególną troską była korelacja między RT027 a dramatycznym wzrostem liczby zgonów związanych z … Tajemnica, dlaczego ten rybotyp i drugi, RT078, stały się tak rozpowszechnione pozornie z powietrza, pozostały w dużej mierze nierozwiązane”.
Prof. Jimmy D. Ballard
Robert A. Britton – który jest profesorem wirusologii molekularnej i mikrobiologii w Baylor College of Medicine – i jego zespół poszukiwał odpowiedzi od wielu lat.
Prof. Britton wskazała mi kierunek badań opublikowanych przez zespół w 2014 r., Które pokazały, że RT027 może konkurować z innymi szczepami w modelach laboratoryjnych i zwierzęcych.
Opierając się na tych pracach, postanowili głębiej zagłębić się w sedno tego, co daje RT027 tę przewagę.
Poluj na brakujące ogniwo
„Aby zacząć zadawać to pytanie, przeszukaliśmy około 200 cukrów i innych źródeł węgla pod kątem ich zdolności do wspierania wzrostu szczepów RT027 lepiej niż innych rybotypów” – wyjaśnia prof. Britton.
„Przez ten ekran”, kontynuował, „stwierdziliśmy, że RT027 i drugi hiperwirulentny, epidemiczny rybotyp (rybotyp 078) były zdolne do wzrostu na niskich stężeniach trehalozy, które nie wspierają wzrostu innych szczepów.”
Trehaloza jest naturalnie występującym cukrem. Jest to disacharyd, co oznacza, że składa się z dwóch pojedynczych cząsteczek cukru – w tym przypadku glukozy. Trehalozę można znaleźć w grzybach, algach i innych roślinach. Przemysł spożywczy wykorzystuje cukier do poprawy tekstury i stabilności produktów spożywczych.
Britton wyjaśnia w swoim artykule, że wykorzystanie trehalozy było nieco ograniczone przed przełomem wieku; kosztował około 7000 $, aby wyprodukować tylko 1 kilogram. Jednak odkrycie procesu enzymatycznego, który pozwala wyekstrahować trehalozę ze skrobi kukurydzianej, obniżyło tę liczbę do zaledwie 3 USD za kilogram.
„Przyznany [ogólnie] status” ogólnie uznany za bezpieczny „przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków [FDA] w 2000 r. I zatwierdzony do użytku w żywności w Europie w 2001 r.” – informuje prof. Britton – „spodziewano wykorzystania w zakresie od stężenia 2” procent do 11,25 procent w przypadku żywności, w tym makaronu, mielonej wołowiny i lodów. „
„Powszechne stosowanie i stosowanie trehalozy w diecie zbiega się z pojawieniem się ognisk RT027 i RT078.”
Prof. Robert A. Britton
Łączenie kropek
Prof. Britton i jego zespół poddali testom dwa szczepy, aby dowiedzieć się, co daje im przewagę nad innymi szczepami, jeśli chodzi o metabolizm trehalozy.
Co ciekawe, RT027 i RT078 osiągają to na różne sposoby. Szczep RT027 ma jedną mutację w białku, które normalnie tłumi fosfotrrehalazę enzymu metabolizującego trehalozę. Ta mutacja wyłącza białko represorowe, pozwalając RT027 na stosowanie niskich poziomów trehalozy.
Z drugiej strony, RT078 ma cztery dodatkowe geny, które wspierają metabolizm trehalozy i pozwalają na znacznie lepszy wzrost w środowiskach o niskim poziomie trehalozy niż inne szczepy.
Komentując wyniki, prof. Britton powiedziała mi, że „najbardziej zaskakujące odkrycie tej pracy polega na tym, że dodatek dietetyczny wpłynął na pojawienie się epidemicznych szczepów, które spowodowały zwiększoną zachorowalność i śmiertelność”.
„Inną niespodzianką”, dodał, „jest fakt, że trehaloza wydaje się bezpośrednio zwiększać wirulencję” W rzeczywistości badania zespołu pokazują, że choć trehaloza niekoniecznie zwiększa liczbę bakterii RT027, to pozwala to robakom produkować znacznie więcej toksyn bakteryjnych, które są odpowiedzialne za objawy rozrywające jelit, które doświadcza wielu pacjentów.
Ale ile trehalozy powinienem skonsumować, żeby te potencjalnie śmiertelne robaki mogły się oprzeć w moich jelitach?
W badaniu naukowcy przetestowali płyn zebrany z jelita cienkiego trzech ochotników, którzy spożywają normalną dietę. Wyniki wykazały, że było wystarczająco dużo trehalozy, aby wspierać wzrost RT027, ale nie innych szczepów.
Czy to oznacza, że powinienem starać się zmniejszyć zużycie trehalozy?
„Niespodziewany sprawca”
Zapytałem prof. Brittona, czy uważa on, że stosowanie trehalozy w żywności będzie ograniczone na podstawie tych danych. Nie sądził.
„To, co sugeruje ta praca, polega na tym, że jeśli w szpitalu lub długoterminowej placówce opiekuńczej wybuchnie szczep RT027 lub RT078, wówczas należy zmodyfikować dietę pacjentów, aby ograniczyć zużycie trehalozy” – zasugerował zamiast tego.
Największa grupa osób zagrożonych zakażeniem ma ponad 65 lat, a szczególnie ci, którzy przyjmują antybiotyki i znajdują się w placówkach opieki zdrowotnej, takich jak szpital.
Dla reszty populacji stanowi mniejsze zagrożenie. CDC ma jednak bardzo jasny cel, że „zapobieganie jest priorytetem krajowym”.
Prof. Britton i jego koledzy z pewnością robią swoje. „Pracujemy teraz, aby zrozumieć, w jaki sposób trehaloza zwiększa nasilenie choroby u szczepów, które mogą metabolizować niskie stężenia trehalozy” – powiedział mi.
„Przeprowadzamy także badania przesiewowe”, kontynuował, „wyłaniające się szczepy szpitali ze względu na ich zdolność do spożywania trehalozy i innych cukrów dietetycznych w celu dalszego zbadania związku między dietą a infekcją.”
Podczas gdy naukowcy nadal muszą odpowiedzieć na wiele pytań, związek między trehalozą a częścią nowego tematu pokazuje, że nasza dieta zdaje się odgrywać coraz ważniejszą rolę w zachowaniu naszych drobnoustrojów jelitowych w chorobach i zdrowiu.
„Niemożliwe jest poznanie wszystkich szczegółów związanych z ostatnimi epidemiami, ale dowody pośrednie i eksperymentalne wskazują na trehalozę jako nieoczekiwanego sprawcę.”
Prof. Jimmy D. Ballard
