Aditivo alimentario responsable de la epidemia de C. difficile

Cuando Clostridium difficile las infecciones asoman su fea cabeza, los pacientes corren un grave riesgo. Pero nadie sabe qué hay detrás del creciente número de infecciones. Una nueva investigación coloca un aditivo alimentario en el centro de la epidemia.

¿Cómo se relaciona un aditivo alimentario común con las mortales infecciones por C. difficile?

Clostridium difficile es una bacteria capaz de causar diarrea potencialmente mortal, colitis, megacolon tóxico, insuficiencia orgánica y muerte.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), C. difficile es actualmente "la causa microbiana más común de infecciones asociadas a la atención médica en los hospitales de EE. UU. y cuesta hasta $ 4.8 mil millones cada año".

De hecho, C. difficile causa medio millón de infecciones y mata a 15.000 personas cada año, la mayoría de las cuales son personas mayores. Sin embargo, estos números solían ser mucho más bajos.

Exactamente por qué los últimos 20 años han visto una creciente epidemia de C. difficile infecciones ha sido un misterio, hasta ahora.

Escribiendo en el diario Naturaleza Recientemente, investigadores de Baylor College of Medicine en Houston, TX, y colegas de la Universidad de Oregón en Eugene, el Centro Médico Leiden en los Países Bajos y el Instituto Wellcome Trust Sanger en Hinxton, Reino Unido, podrían haber localizado la pieza faltante en el rompecabezas.

Señalan con el dedo directamente un aditivo alimentario, el azúcar simple trehalosa, que es ampliamente utilizado por la industria alimentaria.

El aumento de C. difficile

El cambio de siglo vio el surgimiento de cepas epidémicas de C. difficile, explica Jimmy D. Ballard, profesor del Departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidad de Oklahoma en la ciudad de Oklahoma, en un artículo adjunto en la revista. Naturaleza.

El profesor Ballard explica que la mayoría de estas cepas se originaron en una sola fuente: un tipo de C. difficile conocido como ribotipo 027 (RT027), que se propagó desde los EE. UU., Canadá y Europa en todo el mundo.

En 2013, el CDC clasificó el nivel de amenaza de C. difficile como urgente, colocar el error entre los 3 primeros de los 18 microbios resistentes a los medicamentos, muy por encima de la tuberculosis y el MRSA.

“De particular preocupación ha sido la correlación entre RT027 y un aumento dramático en las muertes relacionadas con C. difficile. El misterio de por qué este ribotipo y un segundo, RT078, se volvieron tan frecuentes aparentemente de la nada sigue sin resolverse ".

Prof. Jimmy D. Ballard

Robert A. Britton, que es profesor de virología molecular y microbiología en el Baylor College of Medicine, y su equipo han estado buscando la respuesta durante varios años.

El profesor Britton me indicó la dirección de un estudio que el equipo publicó en 2014, que mostró que RT027 puede superar a otros C. difficile cepas en modelos animales y de laboratorio.

Con base en este trabajo, decidieron profundizar más para llegar al fondo de lo que le da a RT027 esta ventaja.

Caza del eslabón perdido

“Para comenzar a hacer esta pregunta, analizamos [alrededor de] 200 azúcares y otras fuentes de carbono para determinar su capacidad para soportar el crecimiento de cepas RT027 mejor que otros ribotipos”, explicó el Prof. Britton.

“A través de esta pantalla”, continuó, “encontramos que RT027 y un segundo ribotipo epidémico hipervirulento (ribotipo 078) pudieron crecer en concentraciones bajas de trehalosa que no apoyan el crecimiento de otros C. difficile son."

La trehalosa es un azúcar natural. Es un disacárido, lo que significa que está formado por dos moléculas de azúcar individuales, en este caso glucosa. La trehalosa se puede encontrar en hongos, algas y otras plantas. La industria alimentaria utiliza el azúcar para mejorar la textura y la estabilidad de los productos alimenticios.

El profesor Britton explica en su artículo que el uso de trehalosa era algo limitado antes del cambio de siglo; Cuesta aproximadamente $ 7,000 producir solo 1 kilogramo. Sin embargo, el descubrimiento de un proceso enzimático que permite extraer trehalosa del almidón de maíz redujo este número a solo $ 3 por kilogramo.

"Se le otorgó [el] estado 'generalmente reconocido como seguro' por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. [FDA] en 2000 y aprobado para su uso en alimentos en Europa en 2001", informa el Prof. Britton, "informó que el uso esperado varía de concentraciones de 2 por ciento a 11,25 por ciento para alimentos que incluyen pasta, carne molida y helado ".

"La adopción y el uso generalizados de trehalosa en la dieta coincide con la aparición de brotes de RT027 y RT078".

Prof. Robert A. Britton

Conectando los puntos

El profesor Britton y su equipo pusieron las dos cepas de C. difficile a la prueba con el fin de averiguar qué les da la ventaja sobre otros C. difficile cepas en lo que respecta al metabolismo de la trehalosa.

Curiosamente, RT027 y RT078 logran esto de diferentes maneras. La cepa RT027 tiene una mutación en una proteína que normalmente reprime la enzima fosfotrehalasa que metaboliza la trehalosa. Esta mutación apaga la proteína represora, lo que permite que RT027 use niveles bajos de trehalosa.

Por otro lado, RT078 tiene cuatro genes adicionales que apoyan el metabolismo de la trehalosa y le permiten crecer mucho mejor en ambientes con niveles bajos de trehalosa que otras cepas.

Al comentar los resultados, el profesor Britton me dijo que “el hallazgo más sorprendente de este trabajo es que un aditivo dietético afectó la aparición de cepas epidémicas de C. difficile que han provocado un aumento de la morbilidad y la mortalidad ”.

“La otra sorpresa”, agregó, “es el hecho de que la trehalosa parece aumentar directamente la virulencia de C. difficile.De hecho, la investigación del equipo muestra que, si bien la trehalosa no aumenta necesariamente la cantidad de bacterias RT027, sí permite que los insectos produzcan significativamente más toxinas bacterianas, que son responsables de los desgarradores síntomas que experimentan muchos pacientes.

Pero, ¿cuánta trehalosa necesitaría consumir para permitir que estos insectos potencialmente mortales se afiancen en mi intestino?

En el estudio, los científicos analizaron el líquido recolectado del intestino delgado de tres voluntarios que consumían una dieta normal. Los resultados revelaron que había suficiente trehalosa para apoyar el crecimiento de RT027 pero no otras cepas de C. difficile.

¿Significa esto que debería buscar reducir mi consumo de trehalosa?

El "culpable inesperado"

Le pregunté al profesor Britton si pensaba que el uso de trehalosa en los alimentos estaría restringido en base a estos datos. No lo creía.

“Lo que sugiere este trabajo es que si un hospital o un centro de cuidados de enfermería a largo plazo tiene un brote de C. difficile causado por una cepa RT027 o RT078, entonces las dietas de los pacientes deben modificarse para restringir el consumo de trehalosa ”, sugirió en su lugar.

El grupo más grande de personas en riesgo de C. difficile tienen más de 65 años y, en particular, aquellos que toman antibióticos y se encuentran en un entorno sanitario como un hospital.

Para el resto de la población, C. difficile representa una amenaza menor. Sin embargo, los CDC tienen muy claro su objetivo de que “prevenir C. difficile es una prioridad nacional ".

El profesor Britton y sus colegas ciertamente están aportando su granito de arena. “Estamos trabajando ahora para comprender cómo la trehalosa aumenta la gravedad de la enfermedad C. difficile cepas que pueden metabolizar bajas concentraciones de trehalosa ”, me dijo.

"También estamos evaluando", continuó, "emergiendo C. difficile cepas de los hospitales por su capacidad para consumir trehalosa y otros azúcares dietéticos para investigar más a fondo el vínculo entre la dieta y C. difficile infección."

Si bien aún quedan muchas preguntas por responder por parte de los científicos, el vínculo entre trehalosa y C. difficile es parte de un tema emergente que muestra que nuestra dieta parece desempeñar un papel cada vez más crucial en cómo se comportan nuestros microbios intestinales en la enfermedad y la salud.

“Es imposible conocer todos los detalles de los eventos que rodearon la reciente C. difficile epidemias, pero la evidencia circunstancial y experimental apunta a la trehalosa como un culpable inesperado ".

Prof. Jimmy D. Ballard

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