Aditivo alimentario culpable de la epidemia de C. difficile

Cuando Clostridium difficile las infecciones retrasan su fea cabeza, los pacientes corren un serio riesgo. Pero nadie sabe qué hay detrás de la gran cantidad de infecciones. Una nueva investigación coloca un aditivo alimentario en el corazón de la epidemia.
¿Cómo se relaciona un aditivo alimentario común con las infecciones mortales de C. difficile?

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

De acuerdo con los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), C. difficile actualmente es "la causa microbiana más común de infecciones asociadas a la atención médica en los hospitales de EE. UU. y cuesta hasta $ 4.800 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 las infecciones han seguido siendo un misterio, hasta ahora.

Escribiendo en el diario Naturaleza Recientemente, investigadores del Baylor College of Medicine en Houston, TX, y colegas de la Universidad de Oregon en Eugene, Leiden Medical Center en los Países Bajos, y el Wellcome Trust Sanger Institute en Hinxton, Reino Unido, pudieron haber localizado la pieza faltante en el rompecabezas.

Apuntan con el dedo directamente a 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 la aparición de cepas epidémicas de C. difficile, explica Jimmy D. Ballard, profesor del Departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidad de Oklahoma en Oklahoma City, en un artículo complementario en la revista Naturaleza.

El Prof. Ballard explica que la mayoría de estas cepas provienen de una sola fuente: un tipo de C. difficile conocido como ribotipo 027 (RT027), que se extendió 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, colocando el error en los primeros 3 de 18 microbios resistentes a los medicamentos, muy por encima de la tuberculosis y MRSA.

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

Prof. Jimmy D. Ballard

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

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

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

Busca el eslabón perdido

"Para comenzar a hacer esta pregunta, evaluamos [alrededor de] 200 azúcares y otras fuentes de carbono por su capacidad de soportar el crecimiento de las 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 bajas concentraciones de trehalosa que no admiten el crecimiento de otros C. difficile son."

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

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

"Concedido [el] estado 'generalmente reconocido como seguro' por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. [FDA] en 2000 y aprobado para su uso en alimentos en Europa en 2001", informa el profesor Britton, "informó que el uso esperado oscila entre concentraciones de 2 por ciento a 11.25 por ciento para alimentos como pasta, carne molida y helado ".

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

Prof. Robert A. Britton

Conectando los puntos

El profesor Britton y su equipo ponen las dos tensiones de C. difficile a la prueba con el fin de descubrir qué les da ventaja sobre los demás 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 metabolizadora de trehalosa fosfotrehalasa. Esta mutación desconecta la proteína represora, permitiendo que RT027 use bajos niveles 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.

Comentando sobre los resultados, el profesor Britton me dijo que "el hallazgo más sorprendente de este trabajo es que un aditivo dietético impactó la aparición de cepas epidémicas de C. difficile que han causado una mayor morbilidad y mortalidad ".

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

¿Pero cuánto trehalosa necesitaría consumir para permitir que estos insectos potencialmente mortales se asentaran en mis entrañas?

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

¿Esto significa que debería estar buscando reducir mi consumo de trehalosa?

El 'culpable inesperado'

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

"Lo que este trabajo sugiere es que si un hospital o un centro de atención de enfermería a largo plazo tiene un brote de C. difficile causada por una cepa RT027 o RT078, entonces las dietas de los pacientes deberían modificarse para restringir el consumo de trehalosa ", sugirió en cambio.

El mayor grupo de personas en riesgo de C. difficile las infecciones son mayores de 65 años, y particularmente aquellas que toman antibióticos y se encuentran en un entorno de atención médica, como un hospital.

Para el resto de la población, C. difficile plantea menos de una amenaza. Sin embargo, los CDC son muy claros en su objetivo de "prevenir C. difficile es una prioridad nacional ".

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

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

Si bien aún hay 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 la forma en que nuestros microbios intestinales se comportan en la enfermedad y la salud.

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

Prof. Jimmy D. Ballard