reklama

Čo nás chráni pred útokom C. difficile?

C. difficile nepatrí medzi priateľské baktérie. Napriek tomu ho má časť ľudskej populácie normálne v črevách, kde v pohode spolunažíva s ostatnými baktériami. Jeho prítomnosť v črevách neznamená, že automaticky ochoriete.

Písmo: A- | A+
Diskusia  (0)

C. difficile produkuje toxín, ktorý ničí črevné tkanivá. Črevo potom vyzerá tak hrozne, ako napravo na nasledujúcom obrázku. Mnoho ľudí už na to zomrelo.

Zdravé črevo (naľavo) a črevo so pseudomembránami (napravo)
Zdravé črevo (naľavo) a črevo so pseudomembránami (napravo) (zdroj: Zdroj: www.kewo-science.com)

Štatisticky zistilo, že pacienti po užívaní niektorých širokospektrálnych antibiotík, napríklad Clidamycínu, majú zvýšenú šancu, že dostanú infekciu C. difficile. Antibiotiká zabijú niektoré citlivé baktérie, zatiaľčo rezistentné baktérie sa rozrastú, takže celý ekosystém v črevách sa zmení. C. difficile sa pritom nerozrastie do miliónových čísel, ale zostáva stále na nízkej úrovni, ako to bolo pred podaním antibiotík.

SkryťVypnúť reklamu
Článok pokračuje pod video reklamou

Ako je teda možné, že sa C. difficile spôsobuje infekciu, aj keď je vo veľmi malom počte? Špekuluje sa, že by za to mohli zmeny v črevnom ekosystéme. Teória je taká, baktérie, ktoré sa po podaní antibiotík rozrástli, by mohli začať produkovať nové chemické zlúčeniny, ktoré by mohli podporovať útočné aktivity C. difficile.

Tak vám možno napadne, že baktérie, ktoré podporujú túto infekciu odhalíme tak, že zanalyzujeme mikrobióm ľudí, ktorí majú C. difficile infekciu a porovnáme ho s ľudmi, ktorí síce majú v črevách C. difficile, ale nie sú chorí. Nie je to ale také jednoduché, lebo každý človek má svoje vlastné zloženie črevného mikrobiómu, takže rozdiel medzi chorými a zdravými ľudmi nemusí byť vôbec viditeľný. Navyše, pacienti s infekciou C. difficile brali rôzne druhy antibiotík, takže ich zloženie ich baktérii v črevách môže byť totálne odlišné. Okrem toho, ľudia nie sú experimentálne myši, takže aj keď by sme našli dostatočný počet ľudí, ktorí brali tie isté antibiotiká rovnako dlho a mali pôvodný mikrobióm pred podaním antibiotík skoro rovnaký, nie je tam žiadna záruka, že sa po podaní antibiotík zmení ich mikrobióm rovnako.

SkryťVypnúť reklamu
reklama

Potom je tu ešte ďalší problém, a ten je nejasný spôsob analýzy dát. Často sa stáva, že podobné vedecké štúdie majú odlišné výsledky. Je to spôsobené tým, že existuje veľmi veľa baktérií, ktoré vôbec nepoznáme a nedokážeme ich identifikovať podľa DNA sekvencií. Niektorí vedci tieto čiastočne identifikovateľné baktérie do konečného výsledku započítavajú, pričom prezentujú výsledky na úrovni širších taxonomických jednotiek, napríklad oddelení, zatiaľčo iní vedci vytvárajú akési umelé bakteriálne druhy, pri ktorých nie je podstatné, k akej taxonomickej skupine patria. To sme si vysvetľovali v minulých blogoch (tu a tu).

SkryťVypnúť reklamu
reklama

V tomto blogu chcem upozorniť na ďalší problém, ktorý vzniká pri analýze mikrobiómu, a to je bakteriálna aktivita. Vo vzorke výkalu máme totižto aj mŕtve baktérie, ktoré sa zvyčajne do konečného výpočtu bakteriálneho zloženia započítavajú tiež. Totižto z DNA sekvencií nevieme, či bola daná baktéria pri odobratí vzorky mŕtva alebo živá. Ak by sme zozbierali vzorku výkalu hneď po podaní antibiotík, je celkom možné, že by sme v nej mali aj baktérie, ktoré hneď po podaní antibiotík zomreli, lebo sa z tela von nedostanú hneď po smrti. Preto by sa zdalo by sa, že antibiotikum účinkuje pomaly. Bude určite pár dní trvať, kým sa z tela tieto citlivé baktérie úplne vylúčia a vo vzorkách výkalu sa už nebudú objavovať. Je to celé ale skomplikované tým, že nevieme, či už medzitým antibiotikum prestalo účinkovať a baktérie toho citlivého druhu, ktorý pred pár dňami umieral, sa už znova začali rozrastať. A celý prípad komplikuje ešte aj to, že pri takýchto experimentoch dokážeme baktérie identifikovať len tak maximálne na úroveň druhu, zatiaľčo rozdiely v citlivosti na antibiotiká sú líšia medzi kmeňmi (izolátmi) toho istého druhu. Tieto kmene si častokrát aj konkurujú, takže v momente, keď sa jeden kmeň rúti do záhuby, druhý kmeň, ktorý vydrží silnejšiu dávku antibiotika, sa rozrastie.

SkryťVypnúť reklamu
reklama

Nič však nie je neriešiteľné. V mojom nedávnom článku v mSphere sme sa zamerali na to, aká časť každého baktériálneho druhu je vo vzorkách ľudí s infekciou C. difficile mŕtva a aká časť je aktívna. To isté sme urobili aj so vzorkami pacientov, ktorí boli hospitalizovaní na tom istom oddelení, mali symptómy infekcie C. difficile, ale žiadny toxín sa u nich nenašiel. Hlavná myšlienka bola tá, že by všetci pacienti s C. difficile mali mať nejaké charakteristické veľmi aktívne alebo veľmi málo aktívne baktérie.

Tento výskum by nebol možný bez mojich kolegov z oddelenia gastroenterológie na Beth Israel Deaconess Medical Centre, čo je vlastne nemocnica spojená s výskumným centrom, ktoré patrí k Harvard Medical School. V tejto skupine sú experti na liečbu infekcie C. difficile,kontaktovala som ich, lebo v minulosti publikovali tie najcitovanejšie články o C. difficile. Vzorky pacientov som dokázala zozbierať behom niekoľkých týždňov, hlavne vďaka super organizácii zberu vzoriek a diagnostiky pacientov, ktorú na Harvarde majú. Takže mi počas môjho pobytu zostal čas ešte na to, aby som išla na prietokový cytometer, ktorý tam mali, a spracovala tam vzorky podľa protokolu, ktorý už som mala dávno zabehaný z mojej predchádzajúcej práce vo Valencii. Takže bola to super spolupráca, oni mi dali vzorky, ja som ich spracovala na cytometri, osekvenovala DNA a znalyzovala výsledky. Mala som stále možnosť opýtať sa, čo si o tých výsledkoch myslia a ako to vlastne celé zinterpretovať.

Baktérie zo vzoriek som nafarbila zlúčeninou, ktorá je fluorescentná, keď sa naviaže na RNA v bunke. Tak som na prietokovom cytometri uvidela, že v každej vzorke existuje skupina baktérií, ktoré majú veľmi veľa RNA – spokojne rastú a pripravujú sa na delenie, zatiaľčo druhá skupina mala RNA veľmi málo – antibiotiká znížili aktivitu týchto baktérií – boli už vlastne mŕtve alebo ich metabolizmus bol skoro minimálny. Pomocou cytometra som vyseparovala pár tisíc (540000) baktérií z aktívnej časti a tiež aj z neaktívnej časti. Vyextrahovala som z týchto vzoriek DNA a pripravila som ribozomálny gén 16S na sekvenovanie na našom sekvenátore Illumina vo Valencii.

Zloženie baktérií u pacientov s C. difficile infekciou a tiež aj bez infekcie bolo také rôznorodé ako ich história ich liečby – každý bral iné antibiotiká, a to sa ukázalo aj na zložení mikrobiómu. Potvrdilo sa, že vzorky ľudí s a bez infekcie sa až tak veľmi nelíšia, lebo najväčšie rozdiely medzi pacientmi spôsobuje podané antibiotikum. Takže mikrobióm pacienta s infekciou sa môže veľmi podobať na mikrobióm pacienta bez infekcie, ak brali rovnaká antibiotiká viac menej v rovnakom čase. Nie je to univerzálne, lebo ľudia nie sú experimentálne myši a ja som len chcela povedať, že rozdiely medzi pacientmi s a bez infekcie na nedajú nájsť len tak ľahko.

Preto som sa pozrela individuálne na každý jeden druh baktérie a porovnala počet baktérií daného druhu v aktívnej a neaktívnej časti. Zhruba všetky bakteriálne druhy sme našli aj v aktívnej aj v neaktívnej časti, ale ich pomer sa líšil. Niektoré druhy sa nachádzali vo väčšom počte v aktívnej časti, zatiaľčo ďalších bolo viac v neaktívnej. Môžu za to možno aj rozdiely medzi bakteriálnymi kmeňmi, ktoré pri tejto analýze nemôžeme vidieť.

Výsledok bol taký, že istý Lactobacillus a iný druh Clostrídia (nie C. difficile, ale iný druh) sú menej aktívne u ľudí, ktorí majú infekciu C. difficile. Tieto druhy by mohli ochraňovať ľudí, u ktorých nakoniec neprepukla infekcia. Tento záver som musela doslova vydolovať z dát, lebo mikrobiómy týchto pacientov boli kvôli antibiotikám tak rozdielne, že by si tento malý rozdiel človek nevšimol hneď na prvý krát.

Medzitým sa objavil napríklad jeden článok v Nature, kde tiež zo zloženia mikrobiómu pacientov s C. difficile infekciou doslova vydolovali, že iný druh Clostrídia súťaží s C. difficile, takže ľudia, ktorí ho majú, sú vlastne chránení. Takže naše výsledky boli potvrdené ďalšími vedeckými skupinami.

Okrem toho som v tom článku v mSphere porovnávala aj zloženie baktérii, ktoré rozoznáva imunitný systém s tými, ktoré ho práve veľmi nezaujímajú. O tom ale nabudúce.

Mária Džunková

Mária Džunková

Bloger 
  • Počet článkov:  51
  •  | 
  • Páči sa:  2x

Som mikrobiálna genetička. Pracovala som v Česku, v USA, v Španielsku, v Austrálii. Mojou aktuálnou zastávkou je Kalifornia. Na tomto blogu sa snažím prerozprávať moje vlastné vedecké články spôsobom jasným aj pre nevedeckú verejnosť Zoznam autorových rubrík:  VedaO mojom dedovi

Prémioví blogeri

Monika Nagyova

Monika Nagyova

295 článkov
Karolína Farská

Karolína Farská

4 články
Yevhen Hessen

Yevhen Hessen

20 článkov
Zmudri.sk

Zmudri.sk

3 články
Post Bellum SK

Post Bellum SK

74 článkov
Martina Hilbertová

Martina Hilbertová

49 článkov
reklama
reklama
SkryťZatvoriť reklamu