Вредные больничные бактерии появились «в ответ на современные диеты»
Clostridioides difficile представляет собой форму бактерий, которая обычно поражает пациентов в больницах после того, как они прошли курс лечения антибиотиками, что нарушает бактериальный баланс в их кишечнике. Новое исследование объясняет, как развивается эта бактерия, и предлагает новые пути профилактики и лечения.
Clostridioides difficile (ранее известный как Clostridium difficile) являются основной причиной бактериальных инфекций в больницах.
C. diff. по оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) за 2015 год, только в Соединенных Штатах вызвала почти 50 000 инфекций всего за 1 год.
CDC также называют C. diff. «Серьезная угроза здоровью». Это связано с серьезностью симптомов, сопровождающих инфекцию, особенно диареей и тошнотой, и тем, что ее очень трудно лечить. Вероятно, 15000 смертей являются результатом C. diff. инфекции в США каждый год, говорят CDC.
Новое исследование, проведенное Институтом Wellcome Sanger, Лондонской школой гигиены и тропической медицины и другими исследовательскими учреждениями, теперь предлагает больше объяснений того, как C. diff. так хорошо приспособились к больницам и другим условиям, и почему их стало так трудно искоренить.
В ходе исследования команда проанализировала генетический состав C. diff. после сбора образцов от различных хостов и сред. Результаты, которые появляются в Природа Генетика, объясните, как эти бактерии эволюционировали и продолжают развиваться.
Авторы исследования предполагают, что их результаты также могут указывать на новые пути вперед в профилактике и лечении C. diff.
Картография C. diff.Генетическая эволюция
Для своего исследования исследователи секвенировали и сравнили ДНК 906 штаммов C. diff. Из них они выделили 761 штамм от людей, 166 штаммов от животных, включая собак, лошадей и свиней, и 29 штаммов из различных сред.
Образцы поступили из 33 стран, хотя большинство из них - 465 - были из Соединенного Королевства.
Проанализировав ДНК всех своих бактериальных образцов, исследователи сделали интригующее открытие: C. diff. все еще развивается и разделилась на два вида. Один приспособился легко проникать в больничную среду и заражать людей.
«Наш широкомасштабный генетический анализ позволил нам обнаружить, что C. diff. в настоящее время формирует новый вид, одна группа специализируется на распространении в больницах », - объясняет первый автор Нитин Кумар, доктор философии.
«Этот появляющийся вид существует тысячи лет, но это первый раз, когда кто-либо изучает C. diff. геномов таким образом, чтобы идентифицировать его. Эта конкретная бактерия была создана для того, чтобы воспользоваться преимуществами современной практики здравоохранения и питания человека еще до того, как появились больницы », - отмечает он.
Команда заметила, что этот вид, который они называют C. diff. клада А - составляла примерно 70% проб, взятых у лиц, поступивших в больницу.
Исследователи также обнаружили, что C. diff. клады A показали изменения в генах, которые управляют метаболизмом простых сахаров, что дало ученым идею о том, что бактерии могут процветать у хозяев, чья диета богата сахаром.
Эксперимент на мышах продемонстрировал, что эта гипотеза верна - бактерии, принадлежащие к кладе А, были лучше способны колонизировать животных, которые потребляли диету, обогащенную сахаром.
Исследовательская группа также отметила, что C. diff. клады A имели различия в генах, которые управляют образованием спор, что делало их более устойчивыми к обычным способам борьбы с бактериями в больницах, а именно к мощным дезинфицирующим средствам.
C. diff. эволюционировал с диетой человека
Согласно дальнейшим исследованиям, C. diff. клада А возникла примерно 76 000 лет назад, и она начала дифференцироваться и эволюционировать примерно в 1595 году. Исследователи предупреждают, что этот вид все еще развивается и адаптируется.
«Наше исследование предоставляет основанные на геноме и лабораторные данные доказательства того, что образ жизни человека может побуждать бактерии к образованию новых видов, чтобы они могли распространяться более эффективно», - отмечает старший автор исследования Тревор Лоули, доктор философии.
Не только это, но и лабораторные эксперименты показывают, что эти устойчивые бактерии эволюционировали, чтобы процветать в организме, привыкшем к современным диетам, богатым сахаром.
Хотя эти результаты показывают, как C. diff. стали такой серьезной угрозой для здравоохранения, что они также могут указать путь вперед в предотвращении заражения этими бактериями уязвимых людей, утверждают исследователи.
«Мы показываем, что штаммы C. diff. бактерии продолжают развиваться в ответ на современные диеты и системы здравоохранения и показывают, что сосредоточение внимания на диете и поиск новых дезинфицирующих средств может помочь в борьбе с этими бактериями ».
Тревор Лоули, доктор философии.
«Это самый крупный сборник и анализ C. diff. полные геномы из 33 стран мира дают нам совершенно новое понимание эволюции бактерий », - добавляет соавтор профессор Брендан Рен.
«Это показывает важность геномного надзора за бактериями. В конечном счете, это может помочь понять, как развиваются другие опасные патогены, адаптируясь к изменениям в образе жизни людей и режимах здравоохранения, которые затем могут повлиять на политику здравоохранения », - предполагает он.
