Skadelige sykehusbakterier utviklet seg 'som svar på moderne dietter'
Clostridioides difficile er en form for bakterier som vanligvis infiserer pasienter i sykehusmiljøer etter at de har fått antibiotikabehandling som har opprørt bakteriebalansen i tarmen. Ny forskning forklarer hvordan denne bakterien utvikler seg og foreslår nye veier fremover i forebygging og terapi.
Clostridioides difficile (tidligere kjent som Clostridium difficile) er en ledende årsak til bakterieinfeksjoner på sykehus.
C. diff. forårsaket nesten 50000 infeksjoner på bare ett år i USA alene, ifølge estimater fra 2015 fra Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
CDC ringer også C. diff. "En stor helsetrussel." Dette er på grunn av alvorlighetsgraden av symptomer som følger med infeksjonen, spesielt diaré og kvalme, og fordi det er veldig vanskelig å behandle. Så mange som 15 000 dødsfall skyldes sannsynligvis C. diff. infeksjoner i USA hvert år, sier CDC.
Ny forskning fra Wellcome Sanger Institute, London School of Hygiene & Tropical Medicine og andre forskningsinstitusjoner gir nå flere forklaringer på hvordan C. diff. har tilpasset seg så godt til sykehus og andre miljøer og hvorfor de har blitt så vanskelige å utrydde.
I studien analyserte teamet den genetiske sammensetningen av C. diff. etter å ha samlet prøver fra forskjellige verter og miljøer. Resultatene, som vises i Naturgenetikk, forklare hvordan disse bakteriene har utviklet seg og fortsetter å utvikle seg.
Studieforfatterne antyder at deres funn også kan indikere nye veier fremover i forebygging og behandling av C. diff.
Kartlegging C. diff.’S genetiske evolusjon
For studien sekvenserte og sammenlignet forskerne DNA av 906 stammer av C. diff. Av disse isolerte de 761 stammer fra mennesker, 166 fra dyr, inkludert hunder, hester og griser, og 29 stammer fra forskjellige miljøer.
Prøvene kom fra 33 land, selv om de fleste - hele 465 - kom fra Storbritannia.
Etter å ha analysert DNA av alle bakterieprøvene, gjorde forskerne en spennende oppdagelse: C. diff. er fortsatt i utvikling og har delt seg i to arter. Man har tilpasset seg for å lett gjennomsyre sykehusmiljøer og smitte menneskelige verter.
“Vår store genetiske analyse tillot oss å oppdage det C. diff. er i ferd med å danne en ny art, med en gruppe spesialisert for å spre seg i sykehusmiljøer, ”forklarer felles førsteforfatter Nitin Kumar, Ph.D.
“Denne nye arten har eksistert i tusenvis av år, men dette er første gang noen har studert C. diff. genomer på denne måten for å identifisere det. Denne spesielle bakterien ble grunnlagt for å dra nytte av moderne helsepraksis og kosthold fra mennesker før sykehus til og med eksisterte, ”fortsetter han.
Teamet observerte at denne arten - som de kaller C. diff. klade A - utgjorde omtrent 70% av prøvene de hadde samlet fra personer som var innlagt på sykehuset.
Forskerne fant det også C. diff. klade A viste endringer i genene som driver metabolismen av enkle sukkerarter, noe som ga forskerne en ide om at bakteriene kan trives i verter hvis kosthold var rik på sukker.
Et eksperiment på mus viste at denne hypotesen var riktig - bakterier som tilhørte klade A, var bedre i stand til å kolonisere dyr som hadde konsumert en diett beriket med sukker.
Forskerteamet observerte det også C. diff. klade A hadde forskjeller i gener som driver spordannelse, noe som gjorde dem mer motstandsdyktige mot vanlige måter å bekjempe bakterier på sykehus, nemlig kraftige desinfeksjonsmidler.
C. diff. utviklet seg med menneskelige dietter
I følge videre analyser, C. diff. klade A dukket opp for rundt 76 000 år siden, og den begynte å differensiere og utvikle seg ytterligere rundt år 1595. Denne arten er fremdeles i utvikling og tilpasning, advarer forskerne.
"Studien vår gir genom- og laboratoriebasert bevis på at menneskelig livsstil kan drive bakterier til å danne nye arter slik at de kan spre seg mer effektivt," bemerker seniorforfatter Trevor Lawley, Ph.D.
Ikke bare det, men laboratorieeksperimenter antyder at disse sta bakteriene utviklet seg til å trives i kropper som er grunnlagt på moderne dietter rik på sukker.
Mens disse funnene viser hvordan C. diff. har blitt en så stor trussel mot helsevesenet, kan de også peke på veien videre for å forhindre at disse bakteriene smitter sårbare individer, hevder forskerne.
“Vi viser at stammer av C. diff. bakterier har fortsatt å utvikle seg som svar på moderne dietter og helsevesen og avslører at det å fokusere på kosthold og lete etter nye desinfeksjonsmidler kan hjelpe i kampen mot denne bakterien. "
Trevor Lawley, Ph.D.
“Denne største samlingen og analysen av C. diff. hele genomer, fra 33 land over hele verden, gir oss en helt ny forståelse av bakteriell evolusjon, ”legger medforfatter Prof. Brendan Wren til.
“Det avslører viktigheten av genomisk overvåking av bakterier. Til syvende og sist kan dette bidra til å forstå hvordan andre farlige patogener utvikler seg ved å tilpasse seg endringer i menneskers livsstil og helseregimer, som deretter kan informere helsepolitikken, ”foreslår han.
