تكبير زكريا جودي
في أوائل عام 2000 ، بدأت العدوى القاتلة تصاعد. بعد عقود من الكامنة في الأمعاء والمستشفيات – أكثر انتهازية مصدر إزعاج من التهديد المميت – بكتيريا كلوستريديوم الصعبة انفجرت فجأة ، وانتشرت بسرعة وتسبب أكثر شدة مرض الإسهال من أي وقت مضى. بحلول عام 2011 ، ومراكز ل تقدر السيطرة على الأمراض والوقاية منها أن C. فرق مصابة ما يقرب من نصف مليون شخص في الولايات المتحدة في ذلك العام ، وقتل حوالي 29000.
قاد سلالتين في عهد الفتاكة: RT027 و RT078 (اسمه مقرها على الشفرة الوراثية للريبوسومات الخاصة بهم ، أو “الريبوتيب”). لكن لا يمكن للعلماء إلا التكهن لماذا هذا الثنائي كان فجأة تهديد. ظهر واحد منهم على الأقل بمقاومة الطبقة من المضادات الحيوية تسمى الفلوروكينولونات ، الذي يحتوي على سيبروفلوكساسين من بين المضادات الحيوية الشائعة الأخرى. هذه الحقيقة أدت بعض الباحثون تشير إلى أن صعود البكتيريا قد يكون ترتبط بتطوير تلك المقاومة للأدوية.
لكن العلماء حددوا مقاومة الفلوروكينولون في C. فرق مرة أخرى في منتصف الثمانينات. لماذا يهم فجأة؟ كان يوجد آخر ، عامل خفي في اللعب ، على ما يبدو.
مع دراسة نشرت في مجلة Nature مؤخراً ، يعتقد العلماء لقد اكتشفوا أخيرًا ما كان هذا العنصر الغامض – و إنه أكثر غموضًا مما قد يخمنه أي شخص. لم يكن بعض سلاح جديد اكتسبته البكتيريا أو مضاد حيوي. كانت سكر ممل وغير ضار – يوجد غالبًا في كريمات الجليد. ومن جانبها من القصة بدأت مرة أخرى في ‘90s في اليابان.
في ذلك الوقت ، كان علماء الغذاء يحاولون التوصل إلى طريقة غير مكلفة لصنع هذا السكر ، ودعا طرهالوز. انه ثنائي السكاريد يتكون من جزيئين الجلوكوز مرتبط قوي السندات α ، α-1،1-glucoside ، وتوجد بشكل طبيعي في مستويات منخفضة في بعض البكتيريا والفطريات والنباتات واللافقاريات. الكيمياء صنعت علماء الغذاء سال لعابه. السندات القوية في Trehalose تعني أنها مقاومة لكسر في درجات حرارة عالية والظروف الحمضية. هذا كما يبدو أن لديها مرحلة هلام تستقر وتحمي الخلايا من الجفاف الشديد والبرد. في الأطعمة ، ويمكن استخدامه بمثابة خفيف التحلية ، والرطوبة الحافظ ، مثخن ، ومثبت. ال المشكلة كانت ، جعلها بكميات كبيرة باهظة الثمن – حوالي 700 دولار لكل كيلوغرام.
مع ترقيع ، شراب العلماء في هاياشيبارا في اليابان شركة كيمياء برزت أخيرا طريقة الرواية الأنزيمية ل جعله على رخيصة من النشا. طريقة خفض التكاليف إلى فقط 3 دولارات للكيلوغرام الواحد. بحلول عام 2000 – قبل ظهور C. diff حصلت الشركة على موافقة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية استخدامه كمادة مضافة في الغذاء. الموافقة للاستخدام في أوروبا جاء السنة القادمة. بدأت الشركات المصنعة صب trehalose في مجموعة متنوعة من الأطعمة ، من المعكرونة إلى اللحم المفروم إلى الآيس كريم.
بالنسبة لنا ، trehalose هو التحلية لا يمكن تمييزه. إنه حول 45 في المئة حلوة مثل السكر في الجدول (السكروز) وتنهار ل الجلوكوز البسيط. ولكن ، وفقا لمؤلفي الطبيعة الجديدة الدراسة ، لسنا المستهلكين فقط. في شاشة تناول السكر لاحظ مؤلفو الدراسة أن اثنين C. فرق. سلالات (من 21) يمكن أن يعيش بسعادة على مجرد اندفاعة من trehalose. أولئك وكانت سلالات RT027 و RT078.
قاتل قاتل
ليس من غير المألوف أن تحمل C. diff المخططات الجينية لهضم طرهالوز. ولكن ، واضعو الدراسة ، بقيادة العثور على عالم الأحياء الدقيقة روبرت بريتون في كلية بايلور للطب أن السلالتين الوبائيتين كان لديهما حيل وراثية للعيش عليها كميات صغيرة. كان RT027 طفرة جينية التي جعلته أكثر حساسة لتركيزات طرهالوز. RT078 ، من ناحية أخرى ، قد حصلت على مجموعة من أربعة جينات جديدة ل trehalose التمثيل الغذائي.
ساعد علم الوراثة الحلو سلالات تسبب المتاعب ، بريتون و وجد الزملاء. في تجربة واحدة ، أصابوا 55 الفئران إما RT027 أو إصدارًا تم تصميمه وراثيًا لم يستطع استقلاب طرهالوز. عندما شربت الفئران المياه التي تغلب عليها ثالوث ، قتل RT027 ما يقرب من 80 في المئة منهم. ولكن ، طرهالوز متحولة قتل فقط 33 في المئة من الفئران. في تجربة ثانية ، فإن أصاب الباحثون 55 الفئران الأخرى مع RT027 وأعطاهم إما المياه التي تغلب عليها المياه trehalose أو الماء العادي. و trehalose المزينة زادت المياه معدل الوفيات ثلاثة أضعاف بين المجموعتين.
عند النظر عن كثب إلى إصابات القوارض ، وجدوا ذلك لم يجعل تريهالوز RT027 أكثر نموًا ، بل أنتج المزيد السموم ، مما يؤدي إلى مرض أكثر حدة. بعد ذلك ، حرضوا RT078 ضد النسخة المهندسة وراثيا التي لا يمكن استقلابها trehalose. في مفاعل حيوي صغير يحاكي عدوى C. diff في الأمعاء ، وامتد RT078 من المسخ عندما كان trehalose موجودة في جرعات منخفضة.
معا ، تشير البيانات إلى أن الأيض ترايهالوز أعطى وباء C. فرق يميز ميزة على أقاربهم وجعل لهم أكثر فتكا في القناة الهضمية. أخيرًا ، جمع الباحثون العصائر المعوية من ثلاثة متبرعين مجهولين ووجدوا الواردة ما يكفي من trehalose للحصول على RT027 لتشغيل trehalose التمثيل الغذائي.
“على أساس هذه الملاحظات ، نقترح أن اعتماد واستخدام على نطاق واسع من trehalose disaccharide في وقد لعبت حمية الإنسان دورا هاما في ظهور هذه السلالات الوبائية وفائق الفوعة “، بريتون وزملاؤه انتهى.
جيمي بالارد ، عالم الأحياء الدقيقة في جامعة أوكلاهوما مركز العلوم الصحية ، لاحظ أن هناك بعض المصيد. في وأشار الافتتاحية المصاحبة ، أن الباحثين بحاجة إلى المزيد بيانات لمعرفة ما إذا كان الأيض trehalose يمكن أن يفسر ارتفاع معدلات الوفيات في الناس. كما أشار إلى أن الأمعاء العصائر تم اختبار فريق من الأمعاء الدقيقة ، وليس من القولون حيث C. فرق يسبب الفوضى.
ومع ذلك ، خلص إلى أن الدراسة “مقنعة”.
“من المستحيل معرفة كل تفاصيل الأحداث المحيطة الأوبئة الصعبة الأخيرة “. “لكن ال تشير الدلائل الظرفية والتجريبية إلى طرهالوز الجاني غير متوقع “.
Nature ، 2018. DOI: 10.1038 / nature25178 (About DOIs).
