Chorobotwórcza bakteria gustująca w cukrze

Clostridioides difficile (wcześniej znany jako Clostridium difficile) jest główną przyczyną zakażeń bakteryjnych w szpitalach.

C. diff. spowodowało prawie 50 tys. infekcji w ciągu jednego 2015 r. w Stanach Zjednoczonych (zgodnie z szacunkami przeprowadzonymi przez Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

CDC nazywa Clostridioides difficile „poważnym zagrożeniem dla zdrowia”. Infekcji towarzyszą biegunki i nudności. Leczenie przypadłości nie jest proste. Choroba, wynikająca z działania bakterii, co roku uśmierca w USA aż 15 tys. pacjentów.

Nowe badania przeprowadzone przez Wellcome Sanger Institute, Londyńską Szkołę Higieny i Medycyny Tropikalnej oraz inne instytucje badawcze rzucają nieco światła na specyfikę choroby wywołanej przez ekspansywne bakterie oraz na przyczyny tak dobrego przystosowania się mikrobów do środowiska szpitalnego.

W badaniu zespół przeanalizował skład genetyczny C. diff. po zebraniu próbek z różnych środowisk. Wyniki, które pojawiły się w Nature Genetics, wyjaśniają, w jaki sposób bakterie te ewoluowały i nadal ewoluują.

Autorzy badania sugerują, że ich odkrycia mogą również wskazywać nowe kierunki w zapobieganiu i leczeniu choroby wywoływanej przez C. diff.

W badaniach naukowcy zsekwencjonowali i porównali DNA 906 szczepów C. diff. Spośród nich wyizolowali 761 szczepów od ludzi, 166 od zwierząt, w tym psów, koni i świń, oraz 29 szczepów z różnych innych środowisk.

Próbki pochodziły z 33 krajów, choć większość, aż 465 - z Wielkiej Brytanii.

Po przeanalizowaniu DNA wszystkich próbek bakteryjnych naukowcy dokonali intrygującego odkrycia: C. diff. wciąż ewoluuje. - Jeden ze szczepów przystosował się do łatwego przenikania do środowisk szpitalnych i infekowania ludzi – przekonuje współautor badań dr Nitin Kumar.

Szczep ten istnieje od tysięcy lat, ale po raz pierwszy ktoś tak szczegółowo badał genom C. diff.

Zespół naukowców podał, że gatunek - który nazywają C. diff. szczep A - stanowił około 70 proc. próbek, jakie pobrano od osób przyjętych do szpitala.

Naukowcy odkryli również, że C. diff. szczep A dokonał zmiany w genach, które wykorzystują metabolizm prostych cukrów. Naukowcy sugerują, że bakterie mogą się najszybciej rozwijać w żywicielach, których dieta jest bogata w cukier.

Eksperyment na myszach wykazał, że ta hipoteza była poprawna - bakterie należące do szczepu A były w stanie lepiej skolonizować zwierzęta, które spożywały dietę wzbogaconą cukrem.

Zespół badawczy zauważył również, że C. diff. szczep A zmodyfikował geny, które stymulują tworzenie się zarodników, co czyniło go bardziej odpornymi na powszechne sposoby zwalczania bakterii w szpitalach - silne środki dezynfekujące.

C. diff. szczep A pojawił się ok. 76 tys. lat temu i zaczął się dalej różnicować i ewoluować w XVI wieku. Naukowcy ostrzegają, że gatunek ten wciąż się rozwija i dostosowuje do otoczenia.

- Nasze badanie dostarcza dowodów, opartych na genomie, że ludzki styl życia prowadzi bakterie do tworzenia nowych gatunków, tak aby mogły się bardziej skutecznie rozprzestrzeniać - zauważa współautor dr Trevor Lawley.

Eksperymenty laboratoryjne wskazują, że „uparte” bakterie ewoluowały, aby rozwijać się w ciałach opartych na nowoczesnej diecie bogatej w cukier.

Chociaż wyniki te pokazują, w jaki sposób C. diff. stały się tak poważnym zagrożeniem dla opieki zdrowotnej, mogą również wskazywać drogę zapobiegania infekcjom.