C. diff folosește un sistem de detectare dual pentru a supraviețui stresului intestinal
Patogenul Clostridioides difficile (C. diff), o cauză principală a infecțiilor dobândite în spital, se confruntă cu o varietate de amenințări în mediul auster al intestinului pentru a supraviețui și a se dezvolta.
Cercetătorii de la Vanderbilt Health au descoperit acum un sistem unic pe care C. diff îl utilizează pentru a simți și a răspunde simultan la două amenințări diferite: privarea de nutrienți mediată de gazdă și un compus antibiotic produs de microbiota. Rezultatele lor, publicate pe 8 septembrie în Science Signaling, sugerează noi opțiuni terapeutice pentru prevenirea și tratamentul infecțiilor C. diff.
C. diff cauzează diaree și colită (inflamația colonului). Conform Centrului pentru Controlul și Prevenirea Bolilor din SUA, există aproximativ 500.000 de infecții C. diff anual. Cele mai expuse riscurilor de infecție sunt persoanele care iau antibiotice, cei care au fost recent spitalizați sau care locuiesc în unități de îngrijire medicală, precum și adulții cu vârsta de peste 65 de ani, pentru care tratamentele disponibile sunt limitate.
„Este esențial să înțelegem cum C. diff se adaptează la stresorii din mediul intestinal pentru a identifica noi ținte antimicrobiene”, a declarat autorul principal al lucrării, Martin Douglass, PhD, un cercetător postdoctoral care lucrează cu Eric Skaar, PhD, MPH, Director al Institutului Vanderbilt pentru Infecție, Imunitate și Inflamație.
Skaar și echipa sa au realizat descoperiri de pionierat legate de mecanismele prin care gazdele vertebrate își sporesc imunitatea nutrițională, privând patogenii bacterieni de metale nutritive precum fierul și zincul, și modul în care bacteriile reacționează la aceste condiții.
În studiul actual, cercetătorii s-au concentrat asupra microbiotei – miliardele de microorganisme care locuiesc în intestin, concurând pentru nutrienți și spațiu, și care pot produce compuși antimicrobieni. Echipa s-a concentrat pe efectele bacitracinei, un compus antibiotic produs de bacteria comensală Bacillus licheniformis. Bacitracina este utilizată în unguente topice pentru a preveni și trata infecțiile cutanate minore. Deși B. licheniformis este prezent în intestinul uman, nu este clar dacă aceasta produce bacitracină, a menționat Douglass.
Cercetătorii au identificat un nou complex multiproteic, numit modulul Bce, pe care C. diff îl utilizează pentru a răspunde la bacitracină și au demonstrat că acest modul este esențial pentru supraviețuirea C. diff în prezența B. licheniformis sau a bacitracinei în vitro și la șoareci. Bacitracina a inhibat simptomele infecției C. diff și a eliminat patogenul în modelul animal, a adăugat Douglass.
Echipa a descoperit de asemenea că expresia genelor care codifică modulul Bce este reglată de un alt sistem care răspunde la disponibilitatea scăzută de fier, arătând că cele două strategii de apărare sunt sincronizate și controlează căile de semnalizare care păstrează peretele celular bacterian.
„Peretele celular este prima linie de apărare pentru toate organismele bacteriene împotriva stresorilor din mediu”, a explicat Douglass. „Ceea ce am descoperit este că sincronizarea acestor două sisteme – răspunsul la imunitatea nutrițională și la bacitracină – protejează un proces necesar de remodelare a peretelui celular.”
Rezultatele sugerează posibilitatea utilizării bacitracinei și/sau a B. licheniformis ca terapii potențiale în combaterea infecției C. diff. Utilizarea B. licheniformis ca tulpină probiotică a crescut în ultimii ani, iar studii au arătat că probioticele care includ B. licheniformis pot reduce colonizarea C. diff și pot preveni infecțiile recidivante.
„B. licheniformis ar putea fi considerat pentru utilizarea ca probiotice la pacienții cu risc ridicat de infecție C. diff”, a afirmat Douglass. „De asemenea, este posibil ca medicamentele care vizează sistemul pe care l-am descoperit să fie dezvoltate pentru a fi utilizate împreună cu B. licheniformis pentru a inhiba infecția C. diff și a elimina patogenul.”
