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Clostridioides difficilemuitas vezes referido como C. difícil ou C. dif., é uma bactéria que causa doenças intestinais graves e, como o próprio nome sugere, pode ser difícil de estudar e tratar. Aproximadamente 1 em cada 6 pacientes infectados com C. difícil será infectado novamente dentro de dois meses. No entanto, os cientistas não descobriram por que C. difícilinfecção é mais difícil de tratar em alguns pacientes do que em outros. O intestino humano está cheio de trilhões de micróbios, e esses micróbios influenciam a virulência de vários patógenos, mas até agora, os cientistas tinham pouco entendimento de como C. difícil coopera com a rica coleção de microorganismos no trato gastrointestinal.
Em um novo estudo em Naturezapesquisadores do Hospital Infantil da Filadélfia (CHOP) descobriram que Enterococcus — um patógeno oportunista resistente a antibióticos — trabalha em conjunto com C. difícilremodelando e melhorando o ambiente metabólico no intestino para que C. difícil pode prosperar.
“Quando falamos sobre infecções bacterianas, muitas vezes pensamos apenas no próprio patógeno, mas os ‘espectadores’ no intestino podem ter um grande impacto no curso da infecção”, disse o autor sênior Joseph P. Zackular, PhD, investigador e assistente Professor de Patologia e Medicina Laboratorial no Hospital Infantil da Filadélfia. “Este estudo revela que a coincidência de dois organismos patogênicos – Enterococcus e C. difícil — é mais do que uma coincidência; eles realmente tiram vantagem um do outro. Compreender essa relação, bem como outros fatores que contribuem para os resultados clínicos de C. difícil infecção, é essencial para combater este desafio urgente de saúde pública.”
Estudos anteriores mostraram que adultos infectados com C. difícil também têm altos níveis de Enterococcus em seu intestino e que resistente à vancomicina Enterococcus (VRE) frequentemente co-infecta pacientes com C. difícil. No entanto, o efeito de Enterococcus na suscetibilidade a C. difícil infecção e os resultados clínicos não foram estabelecidos.
Para definir melhor a associação entre Enterococcus e C. difícil durante a infecção, os pesquisadores analisaram amostras de fezes de 54 pacientes pediátricos infectados com C. difícil. Consistente com estudos em adultos, os pesquisadores descobriram que as fezes desses pacientes tinham altos níveis de Enterococcusbem como uma correlação positiva entre enterococos e C. difícil fardos.
Tendo a confirmação de que os enterococos são altamente abundantes no intestino de crianças com C. difícil infecção e que isso se correlaciona positivamente com C. difícil fardo, os pesquisadores validaram o mecanismo de como esses dois patógenos trabalham juntos. Usando os dois em vitro e na Vivo modelos experimentais, eles descobriram que os enterococos aumentam C. difícilvirulência aumentando sua produção de toxinas.
Em seguida, usando dados que vão da transcriptômica à metabolômica – isto é, o estudo dos transcritos de RNA e metabólitos relacionados a esses patógenos – os pesquisadores descobriram que os enterococos moldam o ambiente intestinal, remodelando efetivamente a casa. C. difícil patógeno entra e tornando-o mais propício para o crescimento do patógeno. Eles descobriram que os enterococos usam arginina, um aminoácido, como energia e que, no processo de fazê-lo, o patógeno exporta ornitina, outro aminoácido. Análises posteriores mostraram que os enterococos modulam os níveis de arginina e ornitina no intestino durante C. difícil infecção e que a depleção de arginina desempenha um papel central na C. difícil virulência.
Por fim, os pesquisadores exploraram se suas descobertas no laboratório se correlacionavam com as descobertas em pacientes humanos. Analisando o microbioma de crianças com C. difícil infecção e doença inflamatória intestinal (DII), eles descobriram que essas crianças tinham altos níveis de aminoácidos fermentáveis, incluindo ornitina. Eles também observaram uma correlação positiva entre C. difícil fardos e ornitina, apoiando um papel fundamental para este aminoácido em C. difícil infecção.
“Coletivamente, esses dados sugerem que enterococos e C. difícil interagir durante C. difícil infecção por cross-talk metabólico para apoiar o aumento da colonização, patogênese e persistência no intestino”, disse o Dr. Zackular. a patogênese de C. difícil.”
Este trabalho foi realizado em colaboração com pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, Universidade da Flórida, Vanderbilt University School of Medicine, University of Virginia, University of Pittsburgh e University of Minnesota Medical School.
Smith e outros. “Os enterococos aumentam Clostridioides difficile patogênese,” Nature, online 16 de novembro de 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-05438-x.
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