Bacterie periculoasă, imună la dezinfectații din spital și adaptată perfect la dieta umană

Oamenii de știință au descoperit că bacteria Clostridium difficile care infectează intestinul evoluează în două specii separate, din care o tulpină este extrem de adaptată pentru a se răspândi în spitale. Cercetătorii au identificat modificări genetice la aceste specii nou-emergente care le permit să prospere în dieta bogată în zahăr din Vest, să supraviețuiască dezinfectanților comuni din spitale și să se răspândească cu ușurință.

Bacteria Clostridium difficile care infectează intestinul și provoacă diaree, evoluează acum în două specii separate. Unul dintre aceste grupuri este extrem de adaptatabil și se răspândește cu repeziciune în spitale. Cercetătorii de la Wellcome Sanger Institute, London School of Hygiene & Tropical Medicine, și colaboratorii lor au identificat schimbări genetice la speciile nou-emergente care le permit să prospere în dieta occidentală bogată în zahăr, să supraviețuiască dezinfectanților comuni folosiți în spitale și să se răspândească cu ușurință. Capabilă să provoace diaree debilitantă, această specie emergentă de Clostridium difficile a început să apară în urmă cu mii de ani și reprezintă peste două treimi din infecțiile cu C. dificile înregistrate în asistența medicală.

Publicat în jurnalul Nature Genetics pe 12 august, cel mai mare studiu genomic pe C. difficile a arătat modul în care bacteriile pot evolua într-o nouă specie și demonstrează că aceasta continuă să evolueze ca răspuns la comportamentul uman. Rezultatele ar putea ajuta la informarea dietei pacientului și la controlul infecțiilor în spitale.

Bacteriile C. difficile pot infecta intestinul și sunt principala cauză a diareei asociate cu antibiotice la nivel mondial. În timp ce cineva este sănătos și nu ia antibiotice, milioane de bacterii „bune" din intestin țin C. difficile sub control. Cu toate acestea, antibioticele distrug bacteriile intestinale normale, lăsând pacientul vulnerabil la infecția cu C. Difficile, care este apoi dificil de tratat și poate provoca inflamații ale intestinului și diaree severă.

Adesea găsită în mediile spitalicești, bacteriile C. difficile formează spori rezistenți care îi permit să rămână pe suprafețe și să se răspândească cu ușurință între oameni, ceea ce le face o povară semnificativă pentru sistemul de asistență medicală.

Pentru a înțelege cum evoluează această bacterie, cercetătorii au colectat și cultivat 906 de tulpini de C. difficile izolate de la oameni, de la animale precum câini, porci și cai, dar și din mediu. Prin secvențierea ADN-ului fiecărei tulpini și prin compararea și analiza tuturor genomilor, cercetătorii au descoperit că C. difficile evoluează în prezent în două specii separate.

Dr. Nitin Kumar, autor principal al studiului, de la Wellcome Sanger Institute, a declarat: „Analiza noastră genetică pe scară largă ne-a permis să descoperim că C. difficile formează în prezent o specie nouă, cu un grup specializat să se răspândească în mediile spitalicești. Această specie emergentă există de mii de ani, dar aceasta este prima dată când cineva a studiat genomii C. difficile în acest fel pentru a o identifica. Această bacterie specială s-a adaptat pentru a profita de practicile medicale moderne și de dietele umane, înainte de a exista chiar spitalele".

Se hrănește fără probleme cu zahăr

Cercetătorii au descoperit că această specie emergentă, denumită C. difficile clade A, a constituit aproximativ 70 la sută din eșantioanele de la pacienții din spitale, mai precis de la cei care au făcut infecții intraspitalicești. A avut modificări în gene care metabolizează zaharurile simple, astfel că cercetătorii au studiat apoi C. difficile la șoareci și au descoperit că tulpinile nou-emergente colonizau șoarecii mai bine când dieta lor era îmbogățită cu zahăr. De asemenea, au evoluat și diferențele dintre genele implicate în formarea sporilor, oferind o rezistență mult mai mare la dezinfectanții comuni folosiți în spitale. Aceste schimbări permit bacteriei să se răspândească mai ușor în mediile intraspitalicești, dând infecții nosocomiale.

Analiza de datare a relevat faptul că, în timp ce C. difficile Clade A a apărut pentru prima dată în urmă cu aproximativ 76.000 de ani, numărul diferitelor tulpini a început să crească la sfârșitul secolului al XVI-lea, înainte de fondarea spitalelor moderne. De atunci, acest grup a prosperat în mediul de spital cu multe tulpini care continuă să se adapteze și să evolueze.

Dr. Trevor Lawley, și el autor principal al studiului, de la Wellcome Sanger Institute, a declarat: „Studiul nostru oferă dovezi bazate pe genom și pe analize de laborator potrivit cărora stilurile de viață umane pot determina bacteriile să formeze specii noi, astfel încât să se poată răspândi mai eficient. Arătăm că tulpinile de bacterii C. difficile au continuat să evolueze ca răspuns la dietele moderne și la sistemele de sănătate și să concentrarea pe dieta pacienților și căutarea de noi dezinfectanți ar putea ajuta în lupta împotriva acestei bacterii".

Prof. Brendan Wren, un autor de la London School of Hygiene & Tropical Medicine, a declarat: "Această cea mai mare colecție și analiză a genomurilor întregi de C. difficile, din 33 de țări din întreaga lume, ne oferă o înțelegere cu totul nouă a evoluției bacteriene. Aceasta dezvăluie importanța supravegherii genomice a bacteriilor. În cele din urmă, acest lucru ne-ar putea ajuta să înțelegem cum evoluează alți agenți patogeni periculoși, adaptându-se la schimbările în stilul de viață uman și la regimurile de asistență medicală, care ar putea apoi să informeze politicile de asistență medicală”.