¿Las bacterias intestinales pueden aumentar el riesgo de infecciones graves de C. difficile grave?

Los investigadores de Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia (UVA) y colaboradores han descubierto que ciertas bacterias resistentes a los antibióticos, llamadas enterococos, pueden hacer que la infección por Clostridioides difficile (C. difficile) sea más grave y peligrosa. Este hallazgo podría ayudar a los médicos a identificar a los pacientes con mayor riesgo de enfermedad grave y abrir nuevas opciones de tratamiento.

Jason Papin, PhD
Jason Papin, PhD

En resumen

Los resultados del estudio sugieren que ciertos pacientes corren un mayor riesgo de contraer infecciones graves por C. difficile debido a la presencia de enterococos, que son un “patógeno oportunistaresistente a los antibióticos y se encuentran en el intestino. Los enterococos producen aminoácidos como la leucina y la ornitina, que hacen que C. difficile sea más peligrosa para los pacientes.

Los enterococos mejoran la patogenia de Clostridioides difficile

En el estudio “Enterococci enhance Clostridioides difficile pathogenesis” [1] revisado por pares y publicado en la revista Nature, se informa que los microorganismos que se encuentran en nuestros intestinos pueden empeorar las infecciones por la bacteria C. difficile, que puede causar severas infecciones, especialmente entre personas mayores y aquellas que toman antibióticos a largo plazo.

C. difficile es un grave problema para los hospitales

La infección por C. difficile es especialmente peligrosa para las personas mayores y aquellas que toman antibióticos a largo plazo, ya que puede causar: diarrea grave, náuseas y fiebre. De acuerdo a datos de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de los Estados Unidos, una vez que una persona ha sido infectada por esta bacteria, tiene un alto riesgo de reinfección, con 1 de cada 6 personas desarrollando otro caso en las 8 semanas siguientes. Esto hace que C. difficile sea un problema grave para los hospitales y centros de atención médica, que deben tomar medidas para evitar su propagación.

Una C. difficile aún más peligrosa

Los resultados la investigación sugieren que ciertos pacientes pueden tener un mayor riesgo de contraer infecciones graves por C. difficile. Esto debido a un grupo de “patógenos oportunistasresistentes a los antibióticos que se encuentran en el intestino, denominados enterococos, que pueden hacer que C. diff sea más potente y peligroso.

Las interacciones entre C. diff, otros microbios y el intestino humano son muy complejas. Este estudio aprovechó la experiencia de un gran equipo multidisciplinario de varias instituciones para desentrañar estas interacciones complejas y descubrir mecanismos clave que ayudan a que C. diff cause enfermedades”, mencionó el investigador Jason Papin, del Departamento de Ingeniería Biomédica de la UVA, un programa conjunto de la Escuela de Medicina y Escuela de Ingeniería. “Con esta mayor comprensión, tenemos la oportunidad de desarrollar nuevas estrategias terapéuticas para tratar esta peligrosa infección”.

Metodología

El equipo de investigación recolectó muestras de heces de pacientes con infecciones por C. difficile en:

  • Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt
  • Hospital Infantil de Filadelfia
  • Hospital de la Universidad de Pensilvania

Posteriormente realizaron una combinación de pruebas de laboratorio y usaron modelos informáticos avanzados para comprender mejor cómo C. difficile interactúa con otros microorganismos en el intestino.

Aumenta aptitud y capacidad de causar infecciones graves

Los investigadores proponen que los enterococos son un aliado peligroso para C. diff. Los enterococos producen aminoácidos, como la leucina y la ornitina, que hacen de C. difficile se convierta en una amenaza más potente para los pacientes cuya composición intestinal se ha visto alterada por los antibióticos. Es decir, los enterococos influyen en el entorno metabólico del intestino y reprograman el metabolismo de C. difficile, proporcionando aminoácidos fermentables que aumentan su aptitud y su capacidad de causar infecciones graves.

Papin y su equipo desarrollaron modelos informáticos que ayudaron a los investigadores a comprender y predecir los complejos cambios en el intestino. Su trabajo en conjunto con la investigación entre los laboratorios que participaron en el estudio, mostró que los enterococos pueden remodelar drásticamente el “metaboloma“. Es decir la colección de metabolitos como los aminoácidos, en el intestino.

Importancia de los modelos informáticos

El modelado computacional que realizó Matthew Jenior -becario postdoctoral de la UVA en el laboratorio de Papin- fue fundamental para descubrir el papel de los aminoácidos en la interacción entre C. diff y los enterococos”, afirmó Papin. “Los modelos computacionales que construyó Matthew continuarán ayudándonos a comprender mejor los procesos moleculares en C. diff que causan enfermedades”.

Conclusión

Estos hallazgos ofrecen una mayor comprensión del papel de la microbiota patógena en la susceptibilidad y la gravedad de las infecciones por C. difficile. Esto permitirá el desarrollo de nuevas formas para tratar a las personas con infecciones por C. difficile y a una mayor comprensión de cómo la bacteria se propaga.

La biología es una ciencia rica en datos y el poder de los modelos computacionales para usar estos datos está solo en su infancia”, comentó Papin. “Estamos entusiasmados con las innumerables oportunidades de utilizar la ciencia de datos y el modelado informático para impulsar el descubrimiento biológico”.

Referencias

  1. Alexander B. Smith, Matthew L. Jenior, Orlaith Keenan, Jessica L. Hart, Jonathan Specker, Arwa Abbas, Paula C. Rangel, Chao Di, Jamal Green, Katelyn A. Bustin, Jennifer A. Gaddy, Maribeth R. Nicholson, Clare Laut, Brendan J. Kelly, Megan L. Matthews, Daniel R. Evans, Daria Van Tyne, Emma E. Furth, Jason A. Papin, Frederic D. Bushman, Jessi Erlichman, Robert N. Baldassano, Michael A. Silverman, Gary M. Dunny, …Joseph P. Zackular; Enterococci enhance Clostridioides difficile pathogenesis; Nature; 611, pages780–786 (2022); publicado 16 de noviembre de 2022; DOI: 10.1038/s41586-022-05438-x; Disponible en https://www.nature.com/articles/s41586-022-05438-x

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