Additif alimentaire à blâmer pour l'épidémie de C. difficile
Lorsque Clostridium difficile les infections font naître leur vilaine tête, les patients courent un risque sérieux. Mais personne ne sait ce qui se cache derrière le nombre croissant d'infections. Une nouvelle recherche place un additif alimentaire au cœur de l'épidémie.
Clostridium difficile est une bactérie capable de provoquer une diarrhée potentiellement mortelle, une colite, un mégacôlon toxique, une défaillance d'organe et la mort.
Selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC), C. difficile est actuellement «la cause microbienne la plus courante d'infections associées aux soins de santé dans les hôpitaux américains et coûte jusqu'à 4,8 milliards de dollars par an».
En réalité, C. difficile provoque un demi-million d'infections et tue 15 000 personnes chaque année, dont la majorité sont des personnes âgées. Pourtant, ces chiffres étaient bien inférieurs.
Exactement pourquoi les 20 dernières années ont vu une épidémie croissante de C. difficile les infections sont restées un mystère - jusqu'à présent.
Ecrire dans le journal La nature Récemment, des chercheurs du Baylor College of Medicine à Houston, Texas, et des collègues de l'Université de l'Oregon à Eugene, du Leiden Medical Center aux Pays-Bas et du Wellcome Trust Sanger Institute à Hinxton, Royaume-Uni, auraient pu localiser la pièce manquante dans le puzzle.
Ils pointent carrément du doigt un additif alimentaire, le simple sucre tréhalose, largement utilisé dans l'industrie alimentaire.
La hausse des C. difficile
Le tournant du siècle a vu l'émergence de souches épidémiques de C. difficile, explique Jimmy D. Ballard - professeur au Département de microbiologie et d'immunologie de l'Université d'Oklahoma à Oklahoma City - dans un article d'accompagnement dans la revue La nature.
Le professeur Ballard explique que la plupart de ces souches proviennent d'une seule source: un type de C. difficile connu sous le nom de ribotype 027 (RT027), qui s'est répandu des États-Unis, du Canada et de l'Europe dans le monde.
En 2013, le CDC a classé le niveau de menace de C. difficile comme urgent, placer le virus dans le top 3 des 18 microbes résistants aux médicaments - bien au-dessus de la tuberculose et du SARM.
«La corrélation entre RT027 et une augmentation spectaculaire des décès liés à C. difficile. Le mystère de la raison pour laquelle ce ribotype et un deuxième, RT078, sont devenus si répandus, apparemment à partir de rien, est resté en grande partie non résolu.
Professeur Jimmy D. Ballard
Robert A. Britton - qui est professeur de virologie moléculaire et de microbiologie au Baylor College of Medicine - et son équipe sont à la recherche de la réponse depuis plusieurs années.
Le professeur Britton m'a orienté vers une étude que l'équipe a publiée en 2014, qui montrait que RT027 pouvait surpasser d'autres C. difficile souches dans des modèles de laboratoire et animaux.
Sur la base de ces travaux, ils ont décidé d'aller plus loin pour aller au fond de ce qui donne à RT027 cet avantage.
À la recherche du chaînon manquant
«Pour commencer à poser cette question, nous avons examiné [environ] 200 sucres et autres sources de carbone pour leur capacité à soutenir la croissance des souches RT027 mieux que les autres ribotypes», a expliqué le professeur Britton.
«Grâce à cet écran», a-t-il poursuivi, «nous avons constaté que RT027 et un deuxième ribotype épidémique hypervirulent (ribotype 078) étaient capables de se développer sur de faibles concentrations de tréhalose qui ne supportent pas la croissance d'autres C. difficile souches. »
Le tréhalose est un sucre naturel. C'est un disaccharide, ce qui signifie qu'il est composé de deux molécules de sucre individuelles - dans ce cas, le glucose. Le tréhalose peut être trouvé dans les champignons, les algues et d'autres plantes. L'industrie alimentaire utilise le sucre pour améliorer la texture et la stabilité des produits alimentaires.
Le professeur Britton explique dans son article que l'utilisation du tréhalose était quelque peu limitée avant le tournant du siècle; il en coûte environ 7 000 $ pour produire seulement 1 kilogramme. Cependant, la découverte d'un processus enzymatique qui permet d'extraire le tréhalose de l'amidon de maïs a ramené ce nombre à seulement 3 $ le kilogramme.
«Accordé [le] statut« généralement reconnu comme sûr »par la Food and Drug Administration [FDA] des États-Unis en 2000 et approuvé pour une utilisation dans les aliments en Europe en 2001», rapporte le professeur Britton, «l'utilisation prévue varie de concentrations de 2 pour cent à 11,25 pour cent pour les aliments comme les pâtes, le bœuf haché et la crème glacée. »
«L'adoption et l'utilisation généralisées du tréhalose dans l'alimentation coïncide avec l'émergence des flambées de RT027 et de RT078.»
Professeur Robert A. Britton
Joindre les points
Le professeur Britton et son équipe ont mis les deux souches de C. difficile au test afin de découvrir ce qui leur donne l'avantage sur les autres C. difficile souches en ce qui concerne le métabolisme du tréhalose.
Fait intéressant, RT027 et RT078 y parviennent de différentes manières. La souche RT027 a une mutation dans une protéine qui réprime normalement l'enzyme phosphotréhalase métabolisant le tréhalose. Cette mutation désactive la protéine répresseur, permettant à RT027 d'utiliser de faibles niveaux de tréhalose.
D'un autre côté, RT078 possède quatre gènes supplémentaires qui soutiennent le métabolisme du tréhalose et lui permettent de mieux se développer dans des environnements à faibles niveaux de tréhalose que les autres souches.
Commentant les résultats, le professeur Britton m'a dit que «la découverte la plus surprenante de ce travail est qu'un additif alimentaire a eu un impact sur l'émergence de souches épidémiques de C. difficile qui ont entraîné une morbidité et une mortalité accrues. »
«L'autre surprise», a-t-il ajouté, «est le fait que le tréhalose semble augmenter directement la virulence de C. difficile.“En fait, les recherches de l'équipe montrent que si le tréhalose n'augmente pas nécessairement le nombre de bactéries RT027, il permet aux insectes de produire beaucoup plus de toxines bactériennes, responsables des symptômes déchirants que de nombreux patients ressentent.
Mais combien de tréhalose devrais-je consommer pour permettre à ces insectes potentiellement mortels de prendre pied dans mon intestin?
Dans l'étude, les scientifiques ont testé le liquide recueilli dans l'intestin grêle de trois volontaires qui consomment une alimentation normale. Les résultats ont révélé qu'il y avait suffisamment de tréhalose pour soutenir la croissance de RT027 mais pas d'autres souches de C. difficile.
Cela signifie-t-il que je devrais chercher à réduire ma consommation de tréhalose?
Le «coupable inattendu»
J'ai demandé au professeur Britton s'il pensait que l'utilisation du tréhalose dans les aliments serait restreinte sur la base de ces données. Il ne le pensait pas.
«Ce que ce travail suggère, c'est que si un hôpital ou un établissement de soins infirmiers de longue durée a une éclosion de C. difficile causée par une souche RT027 ou RT078, alors le régime alimentaire des patients doit être modifié pour limiter la consommation de tréhalose », a-t-il suggéré à la place.
Le plus grand groupe de personnes à risque C. difficile l'infection est plus de 65 ans, et en particulier ceux qui prennent des antibiotiques et se retrouvent dans un milieu de soins de santé comme un hôpital.
Pour le reste de la population, C. difficile pose moins de menace. Cependant, les CDC sont très clairs dans leur objectif de «prévenir C. difficile est une priorité nationale. »
Le professeur Britton et ses collègues font certainement leur part. «Nous travaillons actuellement pour comprendre comment le tréhalose augmente la gravité de la maladie C. difficile souches qui peuvent métaboliser de faibles concentrations de tréhalose », m'a-t-il dit.
«Nous projetons également», a-t-il poursuivi, «émergeant C. difficile souches d'hôpitaux pour leur capacité à consommer du tréhalose et d'autres sucres alimentaires afin d'étudier plus en détail le lien entre le régime alimentaire et C. difficile infection."
Alors que les scientifiques doivent encore répondre à de nombreuses questions, le lien entre le tréhalose et C. difficile fait partie d'un thème émergent montrant que notre alimentation semble jouer un rôle de plus en plus crucial dans le comportement de nos microbes intestinaux en cas de maladie et de santé.
«Il est impossible de connaître tous les détails des événements entourant la récente C. difficile épidémies, mais les preuves circonstancielles et expérimentales indiquent que le tréhalose est un coupable inattendu.
Professeur Jimmy D. Ballard
