Используя мышиную модель, исследователи из Университета штата Северная Каролина обнаружили, что использование антибиотиков создает «банкет» для Clostridium difficile (C. diff), изменяя местные кишечные бактерии, которые обычно конкурируют с C. diff за питательные вещества. Полученные результаты могут привести к разработке пробиотиков и других стратегий предотвращения инфекции C. diff.
С. diff - вредная бактерия, которая может вызывать тяжелые, рецидивирующие и иногда смертельные инфекции кишечника. Хотя бактерии обычно встречаются в окружающей среде, C.diff чаще всего возникает у пациентов, принимающих или недавно закончивших прием антибиотиков.
«Мы знаем, что антибиотики являются основными факторами риска заражения C. diff, потому что они изменяют микробиоту кишечника или состав бактерий в кишечнике, уничтожая бактерии, которые обычно там находятся», - говорит Кейси Териот, доцент. инфекционных заболеваний в штате Северная Каролина и соответствующий автор статьи, описывающей исследование. «Наша последняя работа предполагает, что микробиота может обеспечивать естественную устойчивость к колонизации C. diff, конкурируя с C. diff за питательные вещества в этой среде; в частности, за аминокислоту под названием пролин».
Theriot и научный сотрудник Джошуа Флетчер вводили C. diff мышам, получавшим антибиотики, и контролировали их кишечную среду с четырьмя интервалами: 0, 12, 24 и 30 часов после введения. Они провели метаболомный анализ и анализ секвенирования РНК содержимого кишечника и C.diff в эти моменты времени, чтобы узнать, какие питательные вещества «съедали» бактерии. Метаболомика позволила команде проследить обилие питательных веществ в кишечнике, а анализ РНК показал, какие гены в C. diff были активны в метаболизме питательных веществ.
Исследователи обнаружили, что количество пролина в кишечнике уменьшалось по мере увеличения популяции C. diff. Кроме того, количество побочного продукта пролина, называемого 5-аминовалератом, также увеличилось, что указывает на то, что C. diff метаболизирует пролин. Анализ РНК дополнительно подтвердил использование C. diff пролина, поскольку гены, связанные с метаболизмом пролина у C. diff, увеличились на ранних стадиях колонизации, когда пролина было много.
«Мы смогли показать, что в отсутствие конкуренции C. diff метаболизирует пролин и другие аминокислоты на модели мышей, используя их в качестве топлива для выживания и процветания», - говорит Териот. «Надеюсь, эта информация может привести к разработке лучших пробиотиков или «хороших» бактерий, которые смогут превзойти C.diff для питательных веществ в кишечнике. Конечная цель состоит в том, чтобы контролировать эти бактерии, не полагаясь исключительно на антибиотики».