Schädliche Krankenhausbakterien entwickelten sich "als Reaktion auf moderne Diäten".
Clostridioides difficile ist eine Form von Bakterien, die typischerweise Patienten in Krankenhausumgebungen infiziert, nachdem sie eine Antibiotikatherapie erhalten haben, die das Bakteriengleichgewicht in ihrem Darm gestört hat. Neue Forschungsergebnisse erklären, wie sich dieses Bakterium entwickelt, und schlagen neue Wege in der Prävention und Therapie vor.
Clostridioides difficile (früher bekannt als Clostridium difficile) sind eine der Hauptursachen für bakterielle Infektionen in Krankenhäusern.
C. diff. Nach Schätzungen der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) aus dem Jahr 2015 verursachten allein in den USA in nur einem Jahr fast 50.000 Infektionen.
Die CDC ruft auch an C. diff. "Eine große Gesundheitsbedrohung." Dies liegt an der Schwere der mit der Infektion einhergehenden Symptome, insbesondere Durchfall und Übelkeit, und daran, dass die Behandlung sehr schwierig ist. Bis zu 15.000 Todesfälle sind wahrscheinlich die Folge C. diff. Infektionen in den USA jedes Jahr, sagen die CDC.
Neue Forschungsergebnisse des Wellcome Sanger Institute, der London School of Hygiene & Tropical Medicine und anderer Forschungseinrichtungen bieten jetzt weitere Erklärungen dazu C. diff. haben sich so gut an Krankenhäuser und andere Umgebungen angepasst und warum sie so schwer auszurotten sind.
In der Studie analysierte das Team das Erbgut von C. diff. nachdem Proben von verschiedenen Hosts und Umgebungen gesammelt wurden. Die Ergebnisse, die in erscheinen NaturgenetikErklären Sie, wie sich diese Bakterien entwickelt haben und wie sie sich weiterentwickeln.
Die Autoren der Studie schlagen vor, dass ihre Ergebnisse auch neue Wege in der Prävention und Behandlung von aufzeigen könnten C. diff.
Kartierung C. diff.Genetische Evolution
Für ihre Studie sequenzierten und verglichen die Forscher die DNA von 906 Stämmen von C. diff. Von diesen isolierten sie 761 Stämme von Menschen, 166 von Tieren, einschließlich Hunden, Pferden und Schweinen, und 29 Stämme aus verschiedenen Umgebungen.
Die Proben kamen aus 33 Ländern, obwohl die meisten - bis zu 465 - aus dem Vereinigten Königreich stammten.
Nach der Analyse der DNA aller Bakterienproben machten die Forscher eine faszinierende Entdeckung: C. diff. entwickelt sich immer noch und hat sich in zwei Arten getrennt. Man hat sich angepasst, um Krankenhausumgebungen leicht zu durchdringen und menschliche Wirte zu infizieren.
„Unsere groß angelegte genetische Analyse hat es uns ermöglicht, dies zu entdecken C. diff. Derzeit bildet sich eine neue Art mit einer Gruppe, die auf die Ausbreitung in Krankenhausumgebungen spezialisiert ist “, erklärt der gemeinsame Erstautor Nitin Kumar, Ph.D.
„Diese aufstrebende Art existiert seit Tausenden von Jahren, aber dies ist das erste Mal, dass jemand sie untersucht hat C. diff. Genome auf diese Weise zu identifizieren. Dieses spezielle Bakterium wurde darauf vorbereitet, moderne Gesundheitspraktiken und menschliche Ernährung zu nutzen, bevor es überhaupt Krankenhäuser gab “, fährt er fort.
Das Team beobachtete, dass diese Art - die sie nennen C. diff. Klade A - machte ungefähr 70% der Proben aus, die sie von Personen gesammelt hatten, die ins Krankenhaus eingeliefert worden waren.
Die Forscher fanden das auch C. diff. Klade A zeigte Veränderungen in den Genen, die den Metabolismus einfacher Zucker antreiben, was den Wissenschaftlern die Idee gab, dass die Bakterien in Wirten gedeihen könnten, deren Ernährung reich an Zucker war.
Ein Experiment an Mäusen zeigte, dass diese Hypothese richtig war - Bakterien der Klasse A waren besser in der Lage, Tiere zu kolonisieren, die eine mit Zucker angereicherte Diät konsumiert hatten.
Das Forscherteam hat das auch beobachtet C. diff. Klade A hatte Unterschiede in den Genen, die die Sporenbildung antreiben, was sie resistenter gegen übliche Methoden zur Bekämpfung von Bakterien in Krankenhäusern machte, nämlich gegen starke Desinfektionsmittel.
C. diff. entwickelt mit menschlichen Diäten
Nach weiteren Analysen C. diff. Klade A entstand vor ungefähr 76.000 Jahren und begann sich um das Jahr 1595 weiter zu differenzieren und zu entwickeln. Diese Art entwickelt sich immer noch und passt sich an, warnen die Forscher.
"Unsere Studie liefert genom- und laborbasierte Beweise dafür, dass der menschliche Lebensstil Bakterien dazu bringen kann, neue Arten zu bilden, damit sie sich effektiver verbreiten können", bemerkt der leitende Autor Trevor Lawley, Ph.D.
Nicht nur das, sondern auch Laborexperimente legen nahe, dass sich diese hartnäckigen Bakterien entwickelt haben, um in Körpern zu gedeihen, die auf modernen, zuckerreichen Diäten basieren.
Während diese Ergebnisse zeigen, wie C. diff. Die Forscher argumentieren, dass sie zu einer so großen Bedrohung für das Gesundheitswesen geworden sind, dass sie möglicherweise auch den Weg nach vorne weisen, um zu verhindern, dass diese Bakterien gefährdete Personen infizieren.
„Wir zeigen, dass C. diff. Bakterien haben sich als Reaktion auf moderne Diäten und Gesundheitssysteme weiterentwickelt und zeigen, dass die Konzentration auf die Ernährung und die Suche nach neuen Desinfektionsmitteln im Kampf gegen diese Bakterien hilfreich sein können. “
Trevor Lawley, Ph.D.
„Diese bisher größte Sammlung und Analyse von C. diff. Ganze Genome aus 33 Ländern weltweit geben uns ein völlig neues Verständnis der bakteriellen Evolution “, fügt Co-Autor Prof. Brendan Wren hinzu.
„Es zeigt die Bedeutung der genomischen Überwachung von Bakterien. Letztendlich könnte dies helfen, zu verstehen, wie sich andere gefährliche Krankheitserreger entwickeln, indem sie sich an Veränderungen in der menschlichen Lebensweise und im Gesundheitswesen anpassen, die dann die Gesundheitspolitik beeinflussen könnten “, schlägt er vor.
