Quando le infezioni iniziano a diffondersi, i pazienti si trovano in grave pericolo. Tuttavia, il motivo dietro l’alto numero di infezioni rimane spesso un mistero. Una nuova ricerca ha messo in luce un additivo alimentare come possibile responsabile dell’epidemia di C. difficile.
C. difficile è un batterio in grado di causare diarrea potenzialmente letale, colite, megacolon tossico, insufficienza d’organo e persino morte.
Secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), C. difficile rappresenta attualmente «la causa microbica più comune di infezioni associate all’assistenza sanitaria negli ospedali degli Stati Uniti» e costa fino a 4,8 miliardi di dollari ogni anno.
Infatti, si stima che C. difficile causi circa mezzo milione di infezioni e uccida 15.000 persone ogni anno, la maggior parte delle quali sono anziani. Questi numeri erano significativamente più bassi in passato.
Il motivo di questa crescente epidemia di infezioni negli ultimi 20 anni è rimasto per lungo tempo un enigma – fino ad oggi.
Recentemente, un gruppo di ricercatori del Baylor College of Medicine di Houston, TX, insieme a colleghi dell’Università dell’Oregon a Eugene, del Leiden Medical Centre nei Paesi Bassi e del Wellcome Trust Sanger Institute di Hinxton, Regno Unito, potrebbe aver trovato la chiave di volta nel puzzle.
Hanno puntato il dito su un additivo alimentare, il trealosio, un semplice zucchero ampiamente utilizzato nell’industria alimentare.
L’emergere di ceppi epidemici
Nel corso del secolo, abbiamo assistito all’emergere di ceppi epidemici di C. difficile, come spiegato dal professor Jimmy D. Ballard, esperto di Microbiologia e Immunologia presso l’Università dell’Oklahoma a Oklahoma City, in un articolo di accompagnamento pubblicato nella stessa rivista.
Il Prof. Ballard sottolinea che la maggior parte di questi ceppi deriva da un’unica fonte: il ribotipo 027 (RT027), che si è diffuso dagli Stati Uniti, dal Canada e dall’Europa in tutto il mondo.
Nel 2013, il CDC ha classificato C. difficile come una minaccia urgente, collocandolo tra i primi 3 dei 18 microbi resistenti ai farmaci, superando anche la tubercolosi e l’MRSA.
«Di particolare interesse è stata la correlazione tra RT027 e un drammatico aumento delle morti legate a C. difficile. Il mistero del perché questo ribotipo e un secondo, RT078, siano diventati così prevalenti apparentemente dal nulla rimane in gran parte irrisolto,» afferma il Prof. Ballard.
Robert A. Britton, professore di virologia molecolare e microbiologia al Baylor College of Medicine, e il suo team sono stati a caccia della risposta per diversi anni.
Il Prof. Britton mi ha indirizzato verso uno studio pubblicato nel 2014, che dimostrava che RT027 può superare altri ceppi in modelli di laboratorio e animali.
Sulla base di questo lavoro, hanno deciso di approfondire la ricerca per comprendere cosa conferisse a RT027 questo vantaggio.
Individuare il legame mancante
«Per iniziare a rispondere a questa domanda, abbiamo esaminato circa 200 zuccheri e altre fonti di carbonio per la loro capacità di sostenere la crescita dei ceppi RT027 rispetto agli altri ribotipi», spiega il professor Britton.
«Attraverso questo screening, abbiamo scoperto che RT027 e un secondo ribotipo epidemico ipervirulento (ribotipo 078) erano in grado di crescere su basse concentrazioni di trealosio che non supportano la crescita di altri ceppi,» prosegue.
Il trealosio è uno zucchero presente in natura, un disaccaride composto da due molecole di glucosio. Si trova in funghi, alghe e altre piante. L’industria alimentare impiega questo zucchero per migliorare la consistenza e la stabilità dei prodotti alimentari.
Il Prof. Britton spiega che l’uso del trealosio era piuttosto limitato fino alla fine del secolo; il suo costo era di circa 7.000 dollari per 1 chilogrammo. Tuttavia, la scoperta di un processo enzimatico per estrarre il trealosio dall’amido di mais ha ridotto questo costo a soli 3 dollari al chilogrammo.
«Nel 2000, la Food and Drug Administration (FDA) ha riconosciuto il trealosio come «generalmente riconosciuto come sicuro» e nel 2001 è stato approvato per l’uso negli alimenti in Europa,» riferisce il Prof. Britton. «Il consumo previsto varia da concentrazioni del 2% all’11,25% in alimenti come pasta, carne macinata e gelato.»
«L’adozione e l’uso diffusi del trealosio nella dieta coincidono con l’emergere sia dell’epidemia di RT027 che di RT078,» conclude il Prof. Britton.
Collegare i punti
Il Prof. Britton e il suo team hanno messo alla prova i due ceppi per scoprire cosa conferisse loro un vantaggio rispetto agli altri ceppi nel metabolismo del trealosio.
È interessante notare che RT027 e RT078 ottengono questo risultato in modi diversi. Il ceppo RT027 presenta una mutazione in una proteina che normalmente reprime la fosfotrealasi, un enzima metabolizzatore del trealosio. Questa mutazione disattiva la proteina repressore, consentendo a RT027 di utilizzare bassi livelli di trealosio.
Invece, RT078 ha quattro geni aggiuntivi che supportano il metabolismo del trealosio, permettendogli di crescere molto meglio in ambienti con basse concentrazioni di questo zucchero rispetto ad altri ceppi.
Commentando i risultati, il professor Britton mi ha detto che «la scoperta più sorprendente di questo lavoro è che un additivo alimentare ha avuto un impatto sull’emergere di ceppi epidemici che hanno causato un incremento in morbilità e mortalità.»
«Un’altra sorpresa,» ha aggiunto, «è il fatto che il trealosio sembra aumentare direttamente la virulenza di C. difficile. In effetti, la ricerca del team mostra che mentre il trealosio non aumenta necessariamente il numero di batteri RT027, permette ai batteri di produrre significativamente più tossine, responsabili dei sintomi devastanti di molti pazienti.»
Ma quanto trealosio è necessario consumare affinché questi batteri potenzialmente letali possano proliferare nel mio intestino?
Nello studio, gli scienziati hanno analizzato il liquido prelevato dall’intestino tenue di tre volontari con dieta normale. I risultati hanno rivelato che c’era una quantità sufficiente di trealosio a sostenere la crescita di RT027, ma non di altri ceppi di C. difficile.
Questo significa che dovrei cercare di ridurre il consumo di trealosio?
Il «colpevole inaspettato»
Ho chiesto al Prof. Britton se pensasse che l’uso di trealosio nel cibo sarà limitato sulla base di questi dati. Lui non la pensava così.
«Quello che questo lavoro suggerisce è che se un ospedale o una struttura di assistenza a lungo termine ha un focolaio causato da un ceppo RT027 o RT078, allora le diete dei pazienti dovrebbero essere modificate per limitare il consumo di trealosio,» ha suggerito.
Il gruppo più a rischio di infezione comprende persone di età superiore ai 65 anni, in particolare coloro che assumono antibiotici e si trovano in un ambiente sanitario come un ospedale.
Per il resto della popolazione, il rischio è più contenuto. Tuttavia, i CDC sono molto chiari nel loro obiettivo: «prevenire è una priorità nazionale».
Il professor Britton e i suoi colleghi stanno certamente contribuendo a questa causa. «Stiamo lavorando ora per capire come il trealosio aumenti la gravità della malattia nei ceppi capaci di metabolizzare basse concentrazioni di esso,» mi ha detto.
«Stiamo anche esaminando,» ha continuato, «i ceppi emergenti negli ospedali per la loro capacità di consumare trealosio e altri zuccheri nella dieta, per indagare ulteriormente il legame tra dieta e infezione.»
Sebbene ci siano ancora molte domande a cui gli scienziati devono rispondere, il legame tra trealosio e C. difficile fa parte di un tema emergente che mostra come la nostra dieta giochi un ruolo sempre più cruciale nel comportamento dei nostri microbi intestinali, sia in salute che in malattia.
«È impossibile conoscere tutti i dettagli degli eventi che hanno portato alle recenti epidemie, ma le evidenze circostanziali e sperimentali indicano il trealosio come un colpevole inaspettato,» conclude il Prof. Jimmy D. Ballard.
