Ученые изучили как Clostridium difficile разрушает кишечник

Страшный бич больниц и домов престарелых — Clostridium difficile является главным возбудителем псевдамембранозного колита, от которого умирают более 14000 американцев каждый год.

Когда Clostridium difficile попадает в пищеварительный тракт больного, который недавно принимал антибиотики, он начинает приносить вред кишечнику. Заражение вызывает от легких до тяжелых симптомов, таких как диарея, высокая температура и боли в желудке. Это может привести к опасному для жизни состоянию, к непроходимости и воспалению кишечника.

Хотя мы знаем, что в большинстве случаев серьезная угроза для здоровья возникает после лечения антибиотиками, мы мало знаем об этапах и биологических процессах, которые позволяют Clostridium difficile быстро колонизировать нарушенные экосистемы кишечника. Исследователи надеются, что их результаты помогут при профилактике и лечении инфекции Clostridium difficile.

Для исследования ученые вводили споры Clostridium difficile в рот мышам, которые недавно получали антибиотики. Затем они взяли образцы из разных частей кишечника мышей и осмотрели их в специальных бескислородных камерах, чтобы измерить количество и типы Clostridium difficile. Анализ показал, что потребовалось всего около 24 часов, чтобы споры начали производить токсины, вызывающие диарею в толстой кишке — на другом конце пищеварительного тракта.

Исследователи также обнаружили, что желчные кислоты в кишечнике мышей активируют споры, в результате чего они увеличиваются в клетках, которые колонизировали тонкий кишечник в течение 24 часов. Образцы также показали, что Clostridium difficile снова сформировал споры — таким образом, завершая свой жизненный цикл, затем с калом может снова заразить нового хозяина.

Ученые использовали специально разработанный штамм мышей для изучения антибиотика из класса цефалоспоринов. Штамм Clostridium difficile, который они дали мышам, был от человека.

Марк Коенигчнечт (Mark Koenigsknecht) говорит: «Мы ввели 100 спор через рот, и через 6 часов могли бы найти 1000 клеток в желудочно-кишечном тракте. Мы выбрали этот штамм из-за его способности быстро вызывать заболевание у животных, но мы не думали, что это случится так быстро».

Исследователи также провели анализ ДНК, чтобы посмотреть, что случилось в кишечнике с микробиомом мышей. При сравнении мышей, которые принимали антибиотики, с теми, кто не принимал их, было обнаружено, что антибиотики нарушили бактериальные колонии в тонком кишечники, и ДНК Clostridium difficile была доминирующей через 36 часов.

При исследовании ткани кишечника под микроскопом ученые обнаружили, что токсин Clostridium difficile разрушал клетки, выстилающие кишечник, которые, в свою очередь, привели к диарее. Эти изменения были очевидны в толстом кишечнике через 30 часов после того, как мышам дали споры.

Ученые отмечают, что это первое исследование, для того чтобы найти доказательства производства токсинов спорами Clostridium difficile, которые могут выжить вне организма.