Additivo alimentare da incolpare per l'epidemia di C. difficile
quando Clostridium difficile le infezioni allevano la loro brutta testa, i pazienti sono a serio rischio. Ma nessuno sa cosa ci sia dietro il numero crescente di infezioni. Una nuova ricerca pone un additivo alimentare al centro dell'epidemia.
Clostridium difficile è un batterio in grado di causare diarrea pericolosa per la vita, colite, megacolon tossico, insufficienza d'organo e morte.
Secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), C. difficile è attualmente "la causa microbica più comune di infezioni associate all'assistenza sanitaria negli ospedali statunitensi e costa fino a 4,8 miliardi di dollari ogni anno".
Infatti, C. difficile provoca mezzo milione di infezioni e uccide 15.000 persone ogni anno, la maggior parte delle quali sono anziani. Eppure questi numeri erano molto più bassi.
Esattamente il motivo per cui negli ultimi 20 anni si è assistito a una crescente epidemia di C. difficile infezioni è rimasta un mistero - fino ad ora.
Scrivendo nel diario Natura di recente, i ricercatori del Baylor College of Medicine di Houston, in Texas, e i colleghi dell'Università dell'Oregon a Eugene, del Leiden Medical Center nei Paesi Bassi e del Wellcome Trust Sanger Institute di Hinxton, nel Regno Unito, potrebbero aver individuato il pezzo mancante nel puzzle.
Puntano il dito contro un additivo alimentare, il semplice zucchero trealosio, ampiamente utilizzato dall'industria alimentare.
L'ascesa di C. difficile
La fine del secolo ha visto l'emergere di ceppi epidemici di C. difficile, spiega Jimmy D. Ballard - professore presso il Dipartimento di Microbiologia e Immunologia presso l'Università dell'Oklahoma a Oklahoma City - in un articolo di accompagnamento nella rivista Natura.
Il Prof. Ballard spiega che la maggior parte di questi ceppi ha avuto origine da un'unica fonte: un tipo di C. difficile noto come ribotipo 027 (RT027), diffuso dagli Stati Uniti, dal Canada e dall'Europa in tutto il mondo.
Nel 2013, il CDC ha classificato il livello di minaccia di C. difficile come urgente, inserendo il bug tra i primi 3 dei 18 microbi resistenti ai farmaci, ben al di sopra della tubercolosi e dell'MRSA.
“Di particolare preoccupazione è stata la correlazione tra RT027 e un drammatico aumento dei decessi correlati a C. difficile. Il mistero del perché questo ribotipo e un secondo, RT078, siano diventati così diffusi apparentemente dal nulla è rimasto in gran parte irrisolto ".
Prof. Jimmy D. Ballard
Robert A. Britton, professore di virologia molecolare e microbiologia al Baylor College of Medicine, e il suo team sono alla ricerca della risposta da diversi anni.
Il professor Britton mi ha indirizzato nella direzione di uno studio che il team ha pubblicato nel 2014, che ha dimostrato che RT027 può competere con altri C. difficile ceppi in laboratorio e modelli animali.
Sulla base di questo lavoro, hanno deciso di approfondire per arrivare al fondo di ciò che conferisce a RT027 questo vantaggio.
Cerca l'anello mancante
"Per iniziare a porre questa domanda, abbiamo esaminato [circa] 200 zuccheri e altre fonti di carbonio per la loro capacità di supportare la crescita dei ceppi RT027 meglio di altri ribotipi", ha spiegato il prof. Britton.
"Attraverso questo schermo", ha continuato, "abbiamo scoperto che RT027 e un secondo ribotipo epidemico ipervirulento (ribotipo 078) erano in grado di crescere a basse concentrazioni di trealosio che non supportano la crescita di altri C. difficile tensioni."
Il trealosio è uno zucchero presente in natura. È un disaccaride, il che significa che è composto da due singole molecole di zucchero, in questo caso il glucosio. Il trealosio può essere trovato in funghi, alghe e altre piante. L'industria alimentare utilizza lo zucchero per migliorare la consistenza e la stabilità dei prodotti alimentari.
Il Prof. Britton spiega nel suo articolo che l'uso del trealosio era alquanto limitato prima della fine del secolo; costava circa $ 7.000 per produrre solo 1 chilogrammo. Tuttavia, la scoperta di un processo enzimatico che consente di estrarre il trealosio dall'amido di mais ha portato questo numero a soli $ 3 per chilogrammo.
"Concesso [lo] stato di 'generalmente riconosciuto come sicuro' dalla Food and Drug Administration [FDA] degli Stati Uniti nel 2000 e approvato per l'uso negli alimenti in Europa nel 2001", riferisce il prof. dall'11,25% all'11,25% per alimenti come pasta, carne macinata e gelato ".
"L'adozione diffusa e l'uso del trealosio nella dieta coincide con l'emergere di epidemie di RT027 e RT078".
Prof. Robert A. Britton
Collegare i punti
Il Prof. Britton e il suo team hanno messo i due ceppi di C. difficile alla prova per scoprire cosa dà loro il vantaggio sugli altri C. difficile ceppi quando si tratta del metabolismo del trealosio.
È interessante notare che RT027 e RT078 ottengono questo risultato in modi diversi. Il ceppo RT027 ha una mutazione in una proteina che normalmente reprime l'enzima fosfotrealasi che metabolizza il trealosio. Questa mutazione spegne la proteina repressore, consentendo a RT027 di utilizzare bassi livelli di trealosio.
Sul rovescio della medaglia, RT078 ha quattro geni extra che supportano il metabolismo del trealosio e gli consentono di crescere molto meglio in ambienti con bassi livelli di trealosio rispetto ad altri ceppi.
Commentando i risultati, il Prof. Britton mi ha detto che "la scoperta più sorprendente di questo lavoro è che un additivo alimentare ha influenzato l'emergere di ceppi epidemici di C. difficile che hanno causato un aumento della morbilità e della mortalità ".
“L'altra sorpresa”, ha aggiunto, “è il fatto che il trealosio sembra aumentare direttamente la virulenza di C. difficile.“In effetti, la ricerca del team mostra che mentre il trealosio non aumenta necessariamente il numero di batteri RT027, consente agli insetti di produrre molte più tossine batteriche, che sono responsabili dei sintomi di dolore intestinale che molti pazienti sperimentano.
Ma quanto trealosio dovrei consumare per consentire a questi insetti potenzialmente mortali di prendere piede nel mio intestino?
Nello studio, gli scienziati hanno testato il fluido raccolto dall'intestino tenue di tre volontari che seguono una dieta normale. I risultati hanno rivelato che c'era abbastanza trealosio per supportare la crescita di RT027 ma non di altri ceppi di C. difficile.
Questo significa che dovrei cercare di ridurre il mio consumo di trealosio?
Il "colpevole inaspettato"
Ho chiesto al Prof. Britton se pensava che l'uso del trealosio negli alimenti sarà limitato sulla base di questi dati. Non la pensava così.
“Ciò che questo lavoro suggerisce è che se un ospedale o una struttura di assistenza infermieristica a lungo termine ha un focolaio di C. difficile causato da un ceppo RT027 o RT078, le diete dei pazienti dovrebbero essere modificate per limitare il consumo di trealosio ", ha suggerito invece.
Il più grande gruppo di persone a rischio C. difficile le infezioni hanno più di 65 anni, in particolare coloro che stanno assumendo antibiotici e si trovano in una struttura sanitaria come un ospedale.
Per il resto della popolazione, C. difficile rappresenta una minaccia minore. Tuttavia, i CDC sono molto chiari nel loro obiettivo che "prevenire C. difficile è una priorità nazionale. "
Il Prof. Britton ei suoi colleghi stanno sicuramente facendo la loro parte. “Stiamo lavorando ora per capire come il trealosio aumenti la gravità della malattia C. difficile ceppi in grado di metabolizzare basse concentrazioni di trealosio ", mi ha detto.
"Stiamo anche proiettando", ha continuato, "emergenti C. difficile ceppi degli ospedali per la loro capacità di consumare trealosio e altri zuccheri alimentari per indagare ulteriormente il legame tra la dieta e C. difficile infezione."
Mentre ci sono molte domande a cui gli scienziati devono ancora rispondere, il legame tra trealosio e C. difficile fa parte di un tema emergente che mostra che la nostra dieta sembra giocare un ruolo sempre più cruciale nel modo in cui i nostri microbi intestinali si comportano in caso di malattia e salute.
“È impossibile conoscere tutti i dettagli degli eventi che circondano il recente C. difficile epidemie, ma le prove circostanziali e sperimentali indicano il trealosio come un colpevole inaspettato ".
Prof. Jimmy D. Ballard
