المضافات الغذائية المسؤولة عن وباء المطثية العسيرة
متي المطثية العسيرة الالتهابات خلف رؤوسهم القبيحة ، والمرضى في خطر شديد. لكن لا أحد يعرف سبب ارتفاع عدد الإصابات. بحث جديد يضع المضافات الغذائية في قلب الوباء.
المطثية العسيرة هي بكتيريا قادرة على التسبب في الإسهال الذي يهدد الحياة والتهاب القولون وتضخم القولون السام وفشل الأعضاء والموت.
وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) ، جيم صعب يعد حاليًا "السبب الجرثومي الأكثر شيوعًا للعدوى المرتبطة بالرعاية الصحية في مستشفيات الولايات المتحدة ويكلف ما يصل إلى 4.8 مليار دولار سنويًا".
في الحقيقة، جيم صعب تسبب نصف مليون إصابة وتودي بحياة 15000 شخص كل عام ، غالبيتهم من كبار السن. ومع ذلك ، كانت هذه الأرقام أقل من ذلك بكثير.
بالضبط لماذا شهدت السنوات العشرين الماضية تفشي وباء جيم صعب ظلت العدوى لغزا - حتى الآن.
الكتابة في المجلة طبيعة سجية مؤخرًا ، ربما يكون باحثون من كلية بايلور للطب في هيوستن ، تكساس ، وزملاؤهم في جامعة أوريغون في يوجين ، ومركز ليدن الطبي في هولندا ، ومعهد ويلكوم ترست سانجر في هينكستون بالمملكة المتحدة ، قد حددوا مكان القطعة المفقودة في لغز.
إنهم يشيرون بإصبعهم بشكل مباشر إلى مادة مضافة للغذاء ، وهي السكر البسيط تريهالوز ، والذي يستخدم على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية.
صعود جيم صعب
شهد مطلع القرن ظهور سلالات وبائية من جيم صعب، يشرح جيمي دي بالارد - أستاذ في قسم علم الأحياء الدقيقة والمناعة في جامعة أوكلاهوما في أوكلاهوما سيتي - في مقال مصاحب في المجلة. طبيعة سجية.
يوضح البروفيسور بالارد أن معظم هذه السلالات نشأت من مصدر واحد: نوع من جيم صعب المعروف باسم ribotype 027 (RT027) ، والذي انتشر من الولايات المتحدة وكندا وأوروبا حول العالم.
في عام 2013 ، صنف مركز السيطرة على الأمراض (CDC) مستوى التهديد بـ جيم صعب بشكل عاجل ، وضع الحشرة في أفضل 3 ميكروبات مقاومة للأدوية من أصل 18 - أعلى بكثير من مرض السل و MRSA.
"كان الارتباط بين RT027 والزيادة الهائلة في الوفيات المرتبطة به من دواعي القلق بشكل خاص جيم صعب. إن الغموض الذي يفسر سبب انتشار هذا النمط الريبي والنمط الثاني ، RT078 ، على ما يبدو من فراغ ، ظل بلا حل إلى حد كبير ".
البروفيسور جيمي دي بالارد
روبرت أ. بريتون - أستاذ علم الفيروسات الجزيئية وعلم الأحياء الدقيقة في كلية بايلور للطب - وفريقه يبحثون عن الإجابة منذ عدة سنوات.
وجهني البروفيسور بريتون في اتجاه دراسة نشرها الفريق في عام 2014 ، والتي أظهرت أن RT027 يمكن أن يتفوق على الآخرين. جيم صعب السلالات في النماذج المختبرية والحيوانية.
بناءً على هذا العمل ، قرروا التعمق أكثر للوصول إلى حقيقة ما يمنح RT027 هذه الميزة.
البحث عن الحلقة المفقودة
"للبدء في طرح هذا السؤال ، قمنا بفحص [حوالي] 200 سكر ومصادر كربون أخرى لقدرتها على دعم نمو سلالات RT027 بشكل أفضل من الأنماط الريبية الأخرى ،" البروفيسور.أوضح بريتون.
وتابع قائلاً: "من خلال هذه الشاشة ، وجدنا أن RT027 والنمط الريبي الوبائي الفائق الضخامة الثاني (النمط الريبي 078) كانا قادرين على النمو على تركيزات منخفضة من التريهالوز التي لا تدعم نمو أنواع أخرى جيم صعب سلالات. "
تريهالوز هو سكر طبيعي. وهو ثنائي السكاريد ، مما يعني أنه يتكون من جزيئين فرديين من السكر - الجلوكوز في هذه الحالة. يمكن العثور على تريهالوز في الفطريات والطحالب والنباتات الأخرى. تستخدم صناعة الأغذية السكر لتحسين نسيج واستقرار المنتجات الغذائية.
يوضح البروفيسور بريتون في مقالته أن استخدام التريهالوز كان محدودًا إلى حد ما قبل بداية القرن ؛ تكلف حوالي 7000 دولار لإنتاج كيلوغرام واحد فقط. ومع ذلك ، فإن اكتشاف عملية إنزيمية تسمح باستخراج طرهالوز من نشا الذرة أدى إلى انخفاض هذا الرقم إلى 3 دولارات للكيلوغرام الواحد.
"تم منح [] الوضع" المعترف به عمومًا على أنه آمن "من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية [FDA] في عام 2000 وتمت الموافقة على استخدامه في الغذاء في أوروبا في عام 2001 ، وفقًا لتقرير البروفيسور بريتون ،" أبلغ عن مدى الاستخدام المتوقع من تركيزات 2 في المائة إلى 11.25 في المائة للأطعمة بما في ذلك المعكرونة ولحم البقر المفروم والآيس كريم ".
"يتزامن اعتماد واستخدام التريهالوز على نطاق واسع في النظام الغذائي مع ظهور تفشي كل من RT027 و RT078."
البروفيسور روبرت أ. بريتون
توصيل النقاط
وضع البروفيسور بريتون وفريقه سلالتي جيم صعب للاختبار من أجل معرفة ما يمنحهم ميزة على الآخرين جيم صعب سلالات عندما يتعلق الأمر التمثيل الغذائي طرهالوز.
ومن المثير للاهتمام أن RT027 و RT078 يحققان ذلك بطرق مختلفة. تحتوي سلالة RT027 على طفرة واحدة في البروتين الذي يقوم عادةً بقمع إنزيم فوسفوتريهالاز الذي يستقلب التريهالوز. تعمل هذه الطفرة على إيقاف عمل البروتين الكابح ، مما يسمح لـ RT027 باستخدام مستويات منخفضة من التريهالوز.
على الجانب الآخر ، يحتوي RT078 على أربعة جينات إضافية تدعم استقلاب طرهالوز وتسمح له بالنمو بشكل أفضل في البيئات ذات المستويات المنخفضة من تريهالوز مقارنة بالسلالات الأخرى.
وتعليقًا على النتائج ، أخبرني البروفيسور بريتون أن "الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة في هذا العمل هو أن مادة مضافة للغذاء أثرت في ظهور سلالات وبائية من جيم صعب التي تسببت في زيادة معدلات الاعتلال والوفيات ".
وأضاف: "المفاجأة الأخرى هي حقيقة أن طرهالوز يبدو أنه يزيد بشكل مباشر من ضراوة C. صعب.“في الواقع ، يُظهر بحث الفريق أنه على الرغم من أن التريهالوز لا يؤدي بالضرورة إلى زيادة عدد بكتيريا RT027 ، إلا أنه يسمح للحشرات بإنتاج المزيد من السموم البكتيرية ، المسؤولة عن الأعراض المؤلمة التي يعاني منها العديد من المرضى.
ولكن ما مقدار التريهالوز الذي سأحتاج إلى استهلاكه للسماح لهذه الحشرات القاتلة بأن تتخذ موطئ قدم لها في أمعائي؟
في الدراسة ، اختبر العلماء السوائل التي تم جمعها من الأمعاء الدقيقة لثلاثة متطوعين يتبعون نظامًا غذائيًا طبيعيًا. أظهرت النتائج أن هناك ما يكفي من التريهالوز لدعم نمو RT027 ولكن ليس سلالات أخرى من جيم صعب.
هل هذا يعني أنني يجب أن أتطلع إلى تقليل استهلاك طرهالوز؟
"الجاني غير المتوقع"
سألت البروفيسور بريتون عما إذا كان يعتقد أنه سيتم تقييد استخدام التريهالوز في الطعام بناءً على هذه البيانات. لم يكن يعتقد ذلك.
"ما يشير إليه هذا العمل هو أنه في حالة تفشي المرض في مستشفى أو منشأة رعاية تمريضية طويلة الأجل جيم صعب بسبب سلالة RT027 أو RT078 ، يجب تعديل النظام الغذائي للمرضى للحد من استهلاك التريهالوز ، "اقترح بدلاً من ذلك.
أكبر مجموعة معرضة لخطر الإصابة جيم صعب تزيد أعمارهم عن 65 عامًا ، وخاصة أولئك الذين يتناولون المضادات الحيوية ويجدون أنفسهم في بيئة رعاية صحية مثل المستشفى.
بالنسبة لبقية السكان ، جيم صعب يشكل تهديدا أقل. ومع ذلك ، فإن مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها واضحة جدًا في هدفها المتمثل في "منع جيم صعب هي أولوية وطنية ".
من المؤكد أن البروفيسور بريتون وزملائه يقومون بواجبهم. "نحن نعمل الآن لفهم كيف يزيد التريهالوز من شدة المرض جيم صعب السلالات التي يمكن أن تستقلب تركيزات منخفضة من طرهالوز ، "قال لي.
وتابع قائلاً: "إننا نقوم أيضًا بالفرز." جيم صعب سلالات من المستشفيات لقدرتها على استهلاك التريهالوز والسكريات الغذائية الأخرى لمزيد من التحقيق في الصلة بين النظام الغذائي و جيم صعب عدوى."
في حين أن هناك العديد من الأسئلة التي لا يزال يتعين على العلماء الإجابة عليها ، فإن الرابط بين trehalose و جيم صعب جزء من موضوع ناشئ يُظهر أن نظامنا الغذائي يبدو أنه يلعب دورًا مهمًا بشكل متزايد في كيفية تصرف ميكروبات الأمعاء في المرض والصحة.
"من المستحيل معرفة كل تفاصيل الأحداث المحيطة بالآخر جيم صعب الأوبئة ، ولكن الأدلة الظرفية والتجريبية تشير إلى أن التريهالوز هو الجاني غير المتوقع ".
البروفيسور جيمي دي بالارد
