богата

Мишките, хранени с богата на растения диета, са по-малко податливи на стомашно-чревни (GI) инфекции от патоген като този, който в момента се разследва за широко разпространено огнище на Е. coli, свързано с маруля от ромен, съобщават изследователите на UT Southwestern.

E.coli

Щам на Е. coli, известен като EHEC, който причинява инвалидизиращо и животозастрашаващо възпаление в дебелото черво, със симптоми като кървава диария и повръщане, участва в няколко огнища на храна по света всяка година.

„Има много слухове за това дали растителната диета е по-добра за здравето на червата от типичната западна диета, което е с по-високо съдържание на масла и протеини, но относително ниско на плодове и зеленчуци ", казва Ванеса Сперандио, д-р., професор по микробиология и биохимия в ЮТ Югозапад. Затова решихме да изпробваме това.

Ученето

Изследването им върху миши модел на EHEC е публикувано тази седмица в Nature Microbiology.

„Богатите на растения диети са с високо съдържание на пектин, гелоподобно вещество, което се съдържа в много плодове и зеленчуци. Чревната микробиота трансформира пектина в галактуронова киселина, която наблюдавахме, че може да инхибира вирулентността на EHEC », добавя Сперандио.

"Това е от значение за общественото здраве, тъй като огнищата на EHEC водят до хеморагичен колит, който е изтощителен и понякога фатален, особено при много млади и стари", казва Сперандио.

Чревните патогени като EHEC възприемат сложната химия в стомашно-чревния тракт, за да се конкурират с местната чревна микробиота и по този начин да укрепят опората си, казва Сперандио. В продължение на векове патогените са разработили различни стратегии, за да се конкурират срещу така наречените добри или коменсални микроби, които обикновено подреждат червата.

Тези коменсални микроби включват безвредни щамове на Е. coli, които живеят в дебелото черво на хората и други бозайници, където подпомагат нормалния процес на храносмилане на гостоприемника, добавя Сперандио. Думата commensal означава „ядене на една маса“ и това правят симбиотичните бактерии, изграждащи чревната микробиота.

Сперандио обяснява, че коменсалните бактерии, които покриват червата, представляват значителна бариера за чревните патогени. EHEC и други подобни грам-отрицателни микроби преодоляват тази бариера, като прилагат система за секреция, наречена T3SS.

T3SS действа като молекулярна спринцовка, за да инжектира вирулентен протеинов микс в клетките, облицоващи дебелото черво на гостоприемника, предизвиквайки възпаление и симптоми на инфекция. Тъй като мишките не са засегнати от EHEC, изследователите използват подобен патоген, Citrobacter rodentium, при проучвания върху мишки, обяснява Сперандио.

Констатации

"Нашето проучване установи, първо, че добрите Е. coli и патогени като EHEC използват различни захари като хранителни вещества.", казва той, добавяйки, че двата вида Е. coli може да са еволюирали, за да избегнат състезанието за едни и същи енергийни източници. "Второ, открихме, че пектинът в диетата предпазва от пътя, който патогенният EHEC използва, за да стане по-вирулентен.".

Друг вид коменсални чревни бактерии разграждат пектина в плодовете и зеленчуците, създавайки галактуронова киселина, захарна киселина, която EHEC и C. rodentium използват по два начина. Първоначално патогенът използва тази захарна киселина като източник на енергия за разширяване в червата, казва Сперандио.

„След като киселината в захарта се изчерпи, патогенът променя стратегията си за оцеляване, почти като превключване на превключвателя“, казва Сперандио. Вместо да използват галактуронова киселина като храна, инфекциозните бактерии я използват по сигнален път, който увеличава вирулентността на EHEC и подобни бактерии, използвайки T3SS като спринцовка.

В проучването мишките, хранени с пектин за около седмица, се противопоставят на инфекцията. Сравнявайки дебелото черво на шест мишки, хранени с 5% допълнително пектин от цитрусова кора с четири мишки, хранещи се с нормална диета, изследователите установяват много по-нисък процент на инфекция при мишките, ядящи пектин, казва Сперандио.

Количеството бактерии в червата на мишките се измерва чрез ежедневни проверки на изпражненията и чрез анализ на количеството бактерии в торбичка, намерена в кръстовището на тънките и дебелите черва, наречена цекума, в края на експеримента.

Изследователите установяват, че мишките, получаващи обогатена с пектин храна, имат около 10 000 бактерии в сляпото черво, в сравнение с 1 милион бактерии при мишки, хранени с нормална диета. Пектиновата група също е имала по-малко симптоми, казва Сперандио, добавяйки, че нивото на пектин от 5 процента изглежда предотвратява активирането на патогенния репертоар на вирулентността.

Бъдещето

Сперандио подчертава, че изследването е стъпка по пътя към дефиниране на молекулярните механизми, които управляват как коменсалните видове в червата влияят върху вирулентността на чревните патогени.

Това все още не може да бъде преведено на хората. Надяваме се, че по-доброто разбиране на начина, по който се развиват чревните заболявания, ще доведе до стратегии за намаляване на честотата или поне на симптомите, причинени от тези грам-отрицателни патогени, вероятно чрез нови ваксини или лекарства “, казва Сперандио.

Дата: 23 декември 2019 г.

Източник: ЮТ Югозападен медицински център

Източник на историята:

Материали, предоставени от UT Southwestern Medical Center. Забележка: съдържанието може да е редактирано със стил и дължина.

Справка за публикацията:

Ангел Г. Хименес, Мелиса Елерман, Уейд Абът, Ванеса Сперандио. Получената от диетата галактуронова киселина регулира вирулентността и чревната колонизация при ентерохеморагична ешерихия коли и Citrobacter rodentium. Природна микробиология, 2019; DOI: 10.1038/s41564-019-0641-0

Забележка: Институтът по нутригеномика не носи отговорност за мненията, изразени в тази статия.