Las bacterias hospitalarias nocivas evolucionaron 'en respuesta a las dietas modernas'
Clostridioides difficile es una forma de bacteria que normalmente infecta a los pacientes en entornos hospitalarios después de haber recibido una terapia con antibióticos que ha alterado el equilibrio bacteriano en sus intestinos. Una nueva investigación explica cómo está evolucionando esta bacteria y sugiere nuevas formas de avanzar en la prevención y la terapia.
Clostridioides difficile (anteriormente conocido como Clostridium difficile) son una de las principales causas de infecciones bacterianas en los hospitales.
C. diff. causó casi 50,000 infecciones en solo 1 año solo en los Estados Unidos, según estimaciones de 2015 de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC).
Los CDC también llaman C. diff. "Una gran amenaza para la salud". Esto se debe a la gravedad de los síntomas que acompañan a la infección, en particular la diarrea y las náuseas, y porque es muy difícil de tratar. Hasta 15.000 muertes probablemente sean el resultado de C. diff. infecciones en los EE. UU. cada año, dicen los CDC.
Una nueva investigación del Instituto Wellcome Sanger, la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres y otras instituciones de investigación ahora ofrece más explicaciones sobre cómo C. diff. se han adaptado tan bien a los hospitales y otros entornos y por qué se han vuelto tan difíciles de erradicar.
En el estudio, el equipo analizó la composición genética de C. diff. después de haber recolectado muestras de varios hosts y entornos. Los resultados, que aparecen en Genética de la naturaleza, explique cómo estas bacterias han evolucionado y continúan evolucionando.
Los autores del estudio sugieren que sus hallazgos también pueden indicar nuevas formas de avanzar en la prevención y el tratamiento de C. diff.
Cartografía C. diff.Evolución genética
Para su estudio, los investigadores secuenciaron y compararon el ADN de 906 cepas de C. diff. De estos, aislaron 761 cepas de humanos, 166 de animales, incluidos perros, caballos y cerdos, y 29 cepas de diferentes entornos.
Las muestras procedían de 33 países, aunque la mayoría (hasta 465) procedían del Reino Unido.
Después de analizar el ADN de todas sus muestras bacterianas, los investigadores hicieron un descubrimiento intrigante: C. diff. aún está evolucionando y se ha separado en dos especies. Uno se ha adaptado para impregnar fácilmente los entornos hospitalarios e infectar a huéspedes humanos.
“Nuestro análisis genético a gran escala nos permitió descubrir que C. diff. actualmente está formando una nueva especie, con un grupo especializado para propagarse en entornos hospitalarios ”, explica el primer autor conjunto Nitin Kumar, Ph.D.
“Esta especie emergente ha existido durante miles de años, pero esta es la primera vez que alguien ha estudiado C. diff. genomas de esta manera para identificarlo. Esta bacteria en particular fue preparada para aprovechar las prácticas de atención médica modernas y las dietas humanas antes de que existieran los hospitales ”, continúa señalando.
El equipo observó que esta especie, a la que llaman C. diff. clado A - representaron aproximadamente el 70% de las muestras que habían recolectado de individuos que habían sido admitidos en el hospital.
Los investigadores también encontraron que C. diff. El clado A mostró cambios en los genes que impulsan el metabolismo de los azúcares simples, lo que dio a los científicos una idea de que las bacterias podrían prosperar en huéspedes cuyas dietas fueran ricas en azúcar.
Un experimento en ratones demostró que esta hipótesis era correcta: las bacterias pertenecientes al clado A eran más capaces de colonizar animales que habían consumido una dieta enriquecida con azúcar.
El equipo de investigación también observó que C. diff. El clado A tenía diferencias en los genes que impulsan la formación de esporas, lo que las hace más resistentes a las formas comunes de combatir las bacterias en los hospitales, a saber, los poderosos desinfectantes.
C. diff. evolucionado con dietas humanas
Según análisis posteriores, C. diff. El clado A surgió hace aproximadamente 76.000 años, y comenzó a diferenciarse y evolucionar aún más alrededor del año 1595. Esta especie todavía está evolucionando y adaptándose, advierten los investigadores.
“Nuestro estudio proporciona evidencia basada en el genoma y en el laboratorio de que los estilos de vida humanos pueden impulsar a las bacterias a formar nuevas especies para que puedan propagarse de manera más efectiva”, señala el autor principal Trevor Lawley, Ph.D.
No solo eso, sino que los experimentos de laboratorio sugieren que estas bacterias rebeldes evolucionaron para prosperar en cuerpos preparados con dietas modernas ricas en azúcar.
Si bien estos hallazgos muestran cómo C. diff. se ha convertido en una amenaza tan importante para la atención médica, que también pueden señalar el camino a seguir para evitar que estas bacterias infecten a personas vulnerables, argumentan los investigadores.
“Mostramos que las cepas de C. diff. las bacterias han seguido evolucionando en respuesta a las dietas y los sistemas sanitarios modernos y revelan que centrarse en la dieta y buscar nuevos desinfectantes podría ayudar en la lucha contra esta bacteria ”.
Trevor Lawley, Ph.D.
“Esta recopilación y análisis más grande de C. diff. genomas completos, de 33 países de todo el mundo, nos brinda una comprensión completamente nueva de la evolución bacteriana ”, agrega el coautor, el profesor Brendan Wren.
“Revela la importancia de la vigilancia genómica de las bacterias. En última instancia, esto podría ayudar a comprender cómo evolucionan otros patógenos peligrosos adaptándose a los cambios en los estilos de vida humanos y los regímenes de atención médica, lo que luego podría informar las políticas de atención médica ”, sugiere.
