I batteri nocivi dell'ospedale si sono evoluti "in risposta alle diete moderne"

Il Clostridioides difficile è una forma di batteri che in genere infetta i pazienti negli ambienti ospedalieri dopo aver ricevuto una terapia antibiotica che ha sconvolto l’equilibrio batterico nelle loro viscere. Una nuova ricerca spiega come questo batterio si sta evolvendo e suggerisce nuove vie per la prevenzione e la terapia.

I Clostridioides difficile (precedentemente noti come Clostridium difficile) sono una delle principali cause di infezioni batteriche negli ospedali.

C. diff. ha causato quasi 50.000 infezioni in un solo anno solo negli Stati Uniti, secondo le stime del 2015 dei Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

Il CDC chiama anche C. diff. “una grave minaccia per la salute”. Ciò è dovuto alla gravità dei sintomi che accompagnano l’infezione, in particolare diarrea e nausea, e perché è molto difficile da trattare. Circa 15.000 decessi probabilmente derivano da C. diff. infezioni negli Stati Uniti ogni anno, affermano il CDC.

Una nuova ricerca del Wellcome Sanger Institute, della London School of Hygiene & Tropical Medicine e di altri istituti di ricerca offre ora ulteriori spiegazioni su come C. diff. si sono adattati così bene agli ospedali e ad altri ambienti e perché sono diventati così difficili da sradicare.

Nello studio, il team ha analizzato la composizione genetica di C. diff. dopo aver raccolto campioni da vari host e ambienti. I risultati, che compaiono in Nature Genetics, spiegano come questi batteri si sono evoluti e continuano a evolversi.

Gli autori dello studio suggeriscono che i loro risultati potrebbero anche indicare nuove vie per la prevenzione e il trattamento di C. diff.

Mappatura dell’evoluzione genetica di C. diff

Per il loro studio, i ricercatori hanno sequenziato e confrontato il DNA di 906 ceppi di C. diff. Di questi, hanno isolato 761 ceppi di esseri umani, 166 di animali, inclusi cani, cavalli e maiali e 29 ceppi di diversi ambienti.

I campioni provenivano da 33 paesi, sebbene la maggior parte – ben 465 – provenisse dal Regno Unito.

Dopo aver analizzato il DNA di tutti i loro campioni batterici, i ricercatori hanno fatto una scoperta affascinante: C. diff. è ancora in evoluzione e si è separato in due specie. Uno si è adattato per permeare facilmente gli ambienti ospedalieri e infettare gli ospiti umani.

“La nostra analisi genetica su larga scala ci ha permesso di scoprire che C. diff. Sta attualmente formando una nuova specie, con un gruppo specializzato nella diffusione in ambienti ospedalieri”, spiega il primo autore congiunto Nitin Kumar, Ph.D.

“Questa specie emergente esiste da migliaia di anni, ma questa è la prima volta che qualcuno ha studiato i genomi di C. diff. In questo modo per identificarlo. Questo particolare batterio è stato innescato per sfruttare le moderne pratiche sanitarie e le diete umane prima ancora che negli ospedali esisteva “, continua a notare.

Il team ha osservato che questa specie – che chiamano C. diff. clausola A – rappresentavano circa il 70% dei campioni che avevano raccolto da persone che erano state ricoverate in ospedale.

I ricercatori hanno anche scoperto che C. diff. il clade A ha mostrato cambiamenti nei geni che guidano il metabolismo degli zuccheri semplici, il che ha dato agli scienziati l’idea che i batteri potrebbero prosperare negli ospiti le cui diete erano ricche di zucchero.

Un esperimento sui topi ha dimostrato che questa ipotesi era corretta: i batteri appartenenti al clade A erano in grado di colonizzare meglio gli animali che avevano consumato una dieta arricchita con zucchero.

Il team di ricerca ha anche osservato che C. diff. il clade A presentava differenze nei geni che guidano la formazione delle spore, il che le ha rese più resistenti ai modi comuni di combattere i batteri negli ospedali, in particolare i potenti disinfettanti.

C. diff. evoluto con diete umane

Secondo ulteriori analisi, C. diff. il clade A è emerso circa 76.000 anni fa e ha iniziato a differenziarsi e ad evolversi intorno al 1595. Questa specie è ancora in evoluzione e adattamento, avvertono i ricercatori.

“Il nostro studio fornisce prove basate sul genoma e in laboratorio che lo stile di vita umano può spingere i batteri a formare nuove specie in modo che possano diffondersi in modo più efficace”, osserva l’autore senior Trevor Lawley, Ph.D.

Non solo, ma esperimenti di laboratorio suggeriscono che questi batteri testardi si sono evoluti per prosperare in corpi innescati da diete moderne ricche di zucchero.

Mentre questi risultati mostrano come C. diff. è diventata una grande minaccia per l’assistenza sanitaria, potrebbero anche indicare la strada da seguire per impedire a questi batteri di infettare individui vulnerabili, sostengono i ricercatori.

“Mostriamo che i ceppi di C. diff. Batteri hanno continuato ad evolversi in risposta alle diete moderne e ai sistemi sanitari e riveliamo che concentrarsi sulla dieta e cercare nuovi disinfettanti potrebbe aiutare nella lotta contro questi batteri.”

Trevor Lawley, Ph.D.

“Questa più vasta raccolta e analisi di genomi interi di C. diff., Provenienti da 33 paesi in tutto il mondo, ci offre una comprensione completamente nuova dell’evoluzione batterica”, aggiunge il co-autore Prof. Brendan Wren.

“Rivela l’importanza della sorveglianza genomica dei batteri. In definitiva, questo potrebbe aiutare a capire come si evolvono altri agenti patogeni pericolosi adattandosi ai cambiamenti negli stili di vita e nei regimi sanitari, che potrebbero quindi informare le politiche sanitarie”, suggerisce.

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