Forskere avslører mekanismer som hjelper C. difficile patogen til å overleve i lave oksygennivåer

Forskere fra ITQB NOVA, i samarbeid med Institut Pasteur i Paris, har belyst mekanismene som tillater Clostridioides difficile , et patogen som bare kan vokse i oksygenfrie miljøer, for å kunne overleve lave oksygennivåer.

C. difficile er en hovedårsak til tarmproblemer forbundet med bruk av antibiotika, forårsaker et estimert antall 124k tilfeller per år i EU, koster i gjennomsnitt 5k € per pasient, som en direkte konsekvens av smitte fra helsevesenet.

Spesielt patogene varianter av C. difficile er en viktig årsak til høy forekomst av infeksjoner i helsevesenet og vil fortsette å hindre den ideelle bruken av antimikrobiell terapi med mindre disse mekanismene blir forstått raskere enn disse organismer utvikler seg.

En sunn menneskelig tarm regnes generelt som hovedsakelig oksygenfri, men i virkeligheten, det er varierende nivåer av oksygen langs mage -tarmkanalen, som utgjør en utfordring for anaerobe organismer i det menneskelige mikrobiomet, som for eksempel C. difficile . I organismer som ligner denne bakterien, to familier av enzymer, flavodiironproteiner og rubrerythrin, har vist seg å spille en viktig rolle i beskyttelsen mot oksidativt stress.

"Lite var kjent om de faktiske proteinene som er involvert i evnen til C. difficile å tolerere O2, og våre studier har vist en nøkkelrolle for flavodiironproteiner og rubrerythrinproteiner når det gjelder tilførsel C. difficile med evnen til å vokse under forhold som de som oppstår i tykktarmen ", sier Miguel Teixeira, leder for Functional Biochemistry of Metalloenzymes Lab.

Dette funnet ledet ITQB NOVA -teamet, sammen med I. Martin- Verstreaet Lab ved Institut Pasteur, å utvikle en omfattende studie om fire av disse proteintypene. Det hadde tidligere blitt fastslått at et flavodiironprotein er i stand til å redusere både oksygen og hydrogenperoksid, og denne studien bekreftet det samme for to typer rubrerythrins proteiner.

I en bestemt mutant stamme av C. difficile , inaktivering av begge rubrerythrins førte til at bakteriene ikke vokste ved et oksygennivå over 0,1%, en signifikant forskjell fra bakterienes vanlige resistens, opp til 0,4% O2.

Ved å demonstrere at flavodiiron og reverse rubrerythrin proteiner er avgjørende for C. difficile evne til å tolerere skade på cellene i nærvær av oksygen, de to forskerteamene har klart et betydelig skritt mot å bedre forstå dets motstandsmekanismer. Forskerne vil nå gå videre for å utforske andre overlevelsesmekanismer for disse bakteriene.

• Studier viser hvordan nitrat reduserer blodtrykket og forbedrer munnhelsen
• Studie belyser mekanismer bak beskyttende gårdseffekt på astma hos barn