Aditif makanan penyebab epidemi C. difficile
Kapan Clostridium difficile infeksi di belakang kepala mereka yang buruk, pasien berada pada risiko serius. Tapi tidak ada yang tahu apa penyebab melonjaknya jumlah infeksi. Penelitian baru menempatkan aditif makanan di jantung epidemi.
Clostridium difficile adalah bakteri yang mampu menyebabkan diare yang mengancam jiwa, radang usus besar, megakolon toksik, kegagalan organ, dan kematian.
Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), C. difficile saat ini merupakan “penyebab mikroba paling umum dari infeksi terkait perawatan kesehatan di rumah sakit AS dan menghabiskan biaya hingga $ 4,8 miliar setiap tahun.”
Faktanya, C. difficile menyebabkan setengah juta infeksi dan membunuh 15.000 orang setiap tahun, yang sebagian besar adalah manula. Namun dulunya angka-angka ini jauh lebih rendah.
Persisnya mengapa dalam 20 tahun terakhir terjadi peningkatan epidemi C. difficile infeksi tetap menjadi misteri - sampai sekarang.
Menulis di jurnal Alam baru-baru ini, para peneliti dari Baylor College of Medicine di Houston, TX, dan rekannya di University of Oregon di Eugene, Leiden Medical Center di Belanda, dan Wellcome Trust Sanger Institute di Hinxton, Inggris, mungkin telah menemukan bagian yang hilang di membingungkan.
Mereka menunjuk tepat pada aditif makanan, gula trehalosa sederhana, yang banyak digunakan oleh industri makanan.
Munculnya C. difficile
Pergantian abad melihat munculnya strain epidemi C. difficile, jelas Jimmy D. Ballard - seorang profesor di Departemen Mikrobiologi dan Imunologi di University of Oklahoma di Oklahoma City - dalam artikel yang menyertai di jurnal Alam.
Prof. Ballard menjelaskan bahwa sebagian besar strain ini berasal dari satu sumber: sejenis C. difficile dikenal sebagai ribotipe 027 (RT027), yang menyebar dari AS, Kanada, dan Eropa ke seluruh dunia.
Pada 2013, CDC mengklasifikasikan tingkat ancaman C. difficile sebagai mendesak, menempatkan kuman itu di 3 teratas dari 18 mikroba yang resistan terhadap obat - jauh di atas tuberkulosis dan MRSA.
“Yang menjadi perhatian khusus adalah korelasi antara RT027 dan peningkatan dramatis terkait kematian C. difficile. Misteri mengapa ribotipe ini dan yang kedua, RT078, menjadi begitu lazim tampaknya di luar angkasa sebagian besar masih belum terpecahkan. "
Prof. Jimmy D. Ballard
Robert A. Britton - yang merupakan profesor virologi molekuler dan mikrobiologi di Baylor College of Medicine - dan timnya telah mencari jawabannya selama beberapa tahun.
Prof Britton mengarahkan saya ke arah sebuah penelitian yang diterbitkan tim pada tahun 2014, yang menunjukkan bahwa RT027 dapat mengungguli yang lain. C. difficile strain di laboratorium dan model hewan.
Berdasarkan pekerjaan ini, mereka memutuskan untuk mempelajari lebih dalam untuk mengetahui apa yang memberi RT027 keuntungan ini.
Berburu mata rantai yang hilang
“Untuk mulai mengajukan pertanyaan ini, kami menyaring [sekitar] 200 gula dan sumber karbon lainnya untuk mengetahui kemampuannya mendukung pertumbuhan galur RT027 lebih baik daripada ribotipe lain,” jelas Prof. Britton.
“Melalui layar ini,” lanjutnya, “kami menemukan bahwa RT027 dan hipervirulen kedua, ribotipe epidemi (ribotipe 078) dapat tumbuh pada konsentrasi trehalosa rendah yang tidak mendukung pertumbuhan penyakit lain. C. difficile strain. "
Trehalose adalah gula alami. Ini adalah disakarida, artinya terdiri dari dua molekul gula individu - dalam hal ini glukosa. Trehalosa dapat ditemukan pada jamur, alga, dan tumbuhan lainnya. Industri makanan menggunakan gula untuk meningkatkan tekstur dan stabilitas produk makanan.
Prof Britton menjelaskan dalam artikelnya bahwa penggunaan trehalosa agak terbatas sebelum pergantian abad; biayanya kira-kira $ 7.000 untuk menghasilkan hanya 1 kilogram. Namun, penemuan proses enzimatik yang memungkinkan trehalosa diekstraksi dari pati jagung membuat angka ini turun menjadi hanya $ 3 per kilogram.
“Diberikan [status] 'secara umum diakui sebagai aman' oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan AS [FDA] pada tahun 2000 dan disetujui untuk digunakan dalam makanan di Eropa pada tahun 2001," lapor Prof. Britton, "melaporkan kisaran penggunaan yang diharapkan dari konsentrasi 2 persen menjadi 11,25 persen untuk makanan termasuk pasta, daging giling, dan es krim. "
“Adopsi dan penggunaan trehalosa secara luas dalam makanan bertepatan dengan munculnya wabah RT027 dan RT078.”
Prof Robert A. Britton
Menghubungkan titik-titik
Prof Britton dan timnya menempatkan dua strain C. difficile untuk menguji untuk mengetahui apa yang memberi mereka keunggulan dibandingkan yang lain C. difficile tegang ketika sampai pada metabolisme trehalosa.
Menariknya, RT027 dan RT078 mencapai ini dengan cara yang berbeda. Strain RT027 memiliki satu mutasi pada protein yang biasanya menekan enzim fosfotrehalase yang memetabolisme trehalosa. Mutasi ini mematikan protein penekan, memungkinkan RT027 menggunakan trehalosa tingkat rendah.
Di sisi lain, RT078 memiliki empat gen tambahan yang mendukung metabolisme trehalosa dan memungkinkannya tumbuh jauh lebih baik di lingkungan dengan tingkat trehalosa yang rendah daripada galur lain.
Mengomentari hasil, Prof. Britton mengatakan kepada saya bahwa "temuan paling mengejutkan dari pekerjaan ini adalah bahwa aditif makanan berdampak pada munculnya strain epidemi C. difficile yang telah menyebabkan peningkatan morbiditas dan mortalitas. "
“Kejutan lainnya,” tambahnya, “adalah fakta bahwa trehalose tampaknya secara langsung meningkatkan virulensi C. difficile.“Faktanya, penelitian tim menunjukkan bahwa meskipun trehalosa tidak serta merta meningkatkan jumlah bakteri RT027, hal itu memungkinkan serangga menghasilkan lebih banyak racun bakteri secara signifikan, yang bertanggung jawab atas gejala sakit perut yang dialami banyak pasien.
Tapi berapa banyak trehalosa yang harus saya konsumsi untuk membiarkan serangga yang berpotensi mematikan ini menancap di perut saya?
Dalam studi tersebut, para ilmuwan menguji cairan yang dikumpulkan dari usus kecil tiga relawan yang mengonsumsi makanan normal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa trehalosa cukup untuk mendukung pertumbuhan RT027 tetapi tidak untuk strain lain C. difficile.
Apakah ini berarti bahwa saya harus berusaha mengurangi konsumsi trehalosa saya?
'Pelaku tak terduga'
Saya bertanya kepada Prof Britton apakah menurutnya penggunaan trehalosa dalam makanan akan dibatasi berdasarkan data ini. Dia tidak berpikir begitu.
“Apa yang disarankan oleh pekerjaan ini adalah jika rumah sakit atau fasilitas perawatan jangka panjang mengalami wabah C. difficile Karena strain RT027 atau RT078, maka pola makan pasien harus dimodifikasi untuk membatasi konsumsi trehalose, ”sarannya.
Kelompok terbesar orang yang berisiko C. difficile Infeksinya berusia di atas 65-an, dan terutama mereka yang mengonsumsi antibiotik dan berada dalam lingkungan perawatan kesehatan seperti rumah sakit.
Untuk populasi lainnya, C. difficile menimbulkan lebih sedikit ancaman. Namun, CDC sangat jelas dalam tujuannya yaitu “mencegah C. difficile adalah prioritas nasional. "
Prof Britton dan rekan-rekannya pasti melakukan bagian mereka. “Kami sekarang bekerja untuk memahami bagaimana trehalosa meningkatkan keparahan penyakit C. difficile strain yang dapat memetabolisme trehalosa konsentrasi rendah, ”katanya.
“Kami juga sedang menyaring,” lanjutnya, “baru muncul C. difficile strain dari rumah sakit karena kemampuannya untuk mengonsumsi trehalosa dan gula makanan lainnya untuk menyelidiki lebih lanjut hubungan antara diet dan C. difficile infeksi."
Meskipun masih banyak pertanyaan yang harus dijawab oleh para ilmuwan, hubungan antara trehalose dan C. difficile adalah bagian dari tema baru yang menunjukkan bahwa pola makan kita tampaknya memainkan peran yang semakin penting dalam cara mikroba usus kita berperilaku dalam penyakit dan kesehatan.
“Tidak mungkin untuk mengetahui semua detail dari peristiwa yang terjadi baru-baru ini C. difficile epidemi, tetapi bukti tidak langsung dan eksperimental menunjukkan bahwa trehalose sebagai penyebab yang tidak terduga. "
Prof. Jimmy D. Ballard
