Forskere afslører mekanismer, der hjælper C. difficile patogen med at overleve i lave iltniveauer

Forskere fra ITQB NOVA, i samarbejde med Institut Pasteur i Paris, har belyst de mekanismer, der tillader Clostridioides difficile , et patogen, der kun kan vokse i iltfrie miljøer, at kunne overleve lave iltniveauer.

C. difficile er en væsentlig årsag til tarmproblemer forbundet med brug af antibiotika, forårsager et anslået antal 124.000 tilfælde om året i EU, koster i gennemsnit 5k € pr. patient, som en direkte konsekvens af sundhedsrelateret smitte.

Særligt patogene sorter af C. difficile er en vigtig årsag til infektioner med høj forekomst i sundhedsmiljøer og vil blive ved med at hindre den ideelle anvendelse af antimikrobiel terapi, medmindre disse mekanismer forstås hurtigere, end disse organismer udvikler sig.

En sund tarm betragtes generelt som hovedsageligt iltfri, men i virkeligheden, der er forskellige iltniveauer langs mave -tarmkanalen, hvilket udgør en udfordring for anaerobe organismer i det humane mikrobiom, såsom C. difficile . I organismer, der ligner denne bakterie, to familier af enzymer, flavodiironproteiner og rubrerythriner, har vist sig at spille en vigtig rolle i beskyttelsen mod oxidativ stress.

"Lidt vidtes om de faktiske proteiner, der er involveret i evnen til C. difficile at tolerere O2, og vores undersøgelser har vist en vigtig rolle for flavodiironproteiner og rubrerythrinproteiner i leveringen C. difficile med evnen til at vokse under forhold som dem, der findes i tyktarmen ", siger Miguel Teixeira, leder af Functional Biochemistry of Metalloenzymes Lab.

Dette fund ledte ITQB NOVA -teamet, sammen med I. Martin- Verstreaet Lab på Institut Pasteur, at udvikle en omfattende undersøgelse af fire af disse typer proteiner. Det var tidligere blevet fastslået, at et flavodiiron -protein er i stand til at reducere både ilt og hydrogenperoxid, og denne undersøgelse bekræftede det samme for to typer rubrerythrinproteiner.

I en særlig mutant stamme af C. difficile , inaktivering af begge rubrerythriner førte til, at bakterierne ikke voksede ved et iltniveau over 0,1%, en signifikant forskel fra bakteriernes sædvanlige resistens, op til 0,4% O2.

Ved at demonstrere, at flavodiiron og reverse rubrerythrin proteiner er afgørende for C. difficile evne til at tolerere skader på dets celler i nærvær af ilt, de to forskerteam har formået et betydeligt skridt i retning af bedre at forstå dets modstandsmekanismer. Forskerne vil nu gå videre med at udforske andre overlevelsesmekanismer for disse bakterier.

• Undersøgelse viser, hvordan nitrat reducerer blodtrykket og forbedrer mundhygiejnen
• Undersøgelse belyser mekanismer bag beskyttende farm effekt på barndoms astma