Forskare avslöjar mekanismer som hjälper C. difficile patogen att överleva i låga syrenivåer

Forskare från ITQB NOVA, i samarbete med Institut Pasteur i Paris, har belyst de mekanismer som tillåter Clostridioides difficile , en patogen som bara kan växa i syrefria miljöer, för att kunna överleva låga syrenivåer.

C. difficile är en viktig orsak till tarmproblem i samband med användning av antibiotika, orsakar ett uppskattat antal 124 000 fall per år i EU, kostar i genomsnitt 5k € per patient, som en direkt följd av sjukdomsrelaterad smitta.

Särskilt patogena sorter av C. difficile är en viktig orsak till hög prevalensinfektioner i hälso- och sjukvårdsmiljöer och kommer att fortsätta att hindra den perfekta användningen av antimikrobiell terapi om inte dessa mekanismer förstås snabbare än dessa organismer utvecklas.

En hälsosam tarm anses i allmänhet vara syrefri, men i verkligheten, det finns olika nivåer av syre längs mag -tarmkanalen, som utgör en utmaning för anaeroba organismer i det mänskliga mikrobiomet, Till exempel C. difficile . I organismer som liknar denna bakterie, två familjer av enzymer, flavodiironproteiner och rubrerythrin, har visat sig spela en viktig roll i skyddet mot oxidativ stress.

"Lite var känt om de faktiska proteinerna som är inblandade i förmågan att C. difficile att tolerera O2, och våra studier har visat en nyckelroll för flavodiironproteiner och rubrerythrinproteiner när det gäller att tillhandahålla C. difficile med förmågan att växa under förhållanden som de som finns i tjocktarmen ", säger Miguel Teixeira, chef för Functional Biochemistry of Metalloenzymes Lab.

Detta resultat ledde ITQB NOVA -teamet, tillsammans med I. Martin- Verstreaet Lab vid Institut Pasteur, att utveckla en omfattande studie om fyra av dessa typer av proteiner. Det hade tidigare fastställts att ett flavodiironprotein kan minska både syre och väteperoxid, och denna studie bekräftade samma sak för två typer av rubrerythrins proteiner.

I en särskild mutant stam av C. difficile , inaktivering av båda rubrerythrinerna ledde till att bakterierna inte växte vid en syrehalt över 0,1%, en signifikant skillnad från bakteriens vanliga resistens, upp till 0,4% O2.

Genom att visa att flavodiiron och omvända rubrerythrin -proteiner är avgörande för C. difficile förmåga att tolerera skador på sina celler i närvaro av syre, de två forskargrupperna har lyckats ett betydande steg mot att bättre förstå dess motståndsmekanismer. Forskarna kommer nu att gå vidare för att utforska andra överlevnadsmekanismer för dessa bakterier.

• Studier visar hur nitrat minskar blodtrycket och förbättrar munhälsan
• Studien belyser mekanismer bakom skyddande gårdseffekt på barndoms astma