Șoarecii hrăniți cu o dietă bogată în plante sunt mai puțin sensibili la infecția gastro-intestinală (GI) de la un agent patogen, cum ar fi unul în curs de anchetă pentru un focar larg răspândit de E. coli legat de salată română, relatează cercetătorii UT Southwestern. O tulpină de E. coli cunoscută sub numele de EHEC, care provoacă inflamații debilitante și potențial letale în colon, cu simptome precum diaree sângeroasă și vărsături, este implicată în mai multe focare transmise de alimente în întreaga lume în fiecare an.

dieta

„Au existat multe zvonuri despre faptul că o dietă pe bază de plante este mai bună pentru sănătatea intestinală decât o dietă tipică occidentală, care este mai bogată în uleiuri și proteine, dar relativ săracă în fructe și legume”, spune Vanessa Sperandio, Ph.D., profesor de microbiologie și biochimie la UT Southwestern. „Așa că am decis să-l testăm”.

Studiul ei asupra unui model de șoarece de EHEC este publicat săptămâna aceasta în Nature Microbiology.

"Dietele bogate în plante au un conținut ridicat de pectină, o substanță asemănătoare gelului care se găsește în multe fructe și legume. Pectina este digerată de microbiota intestinală în acid galacturonic, despre care considerăm că poate inhiba virulența EHEC", adaugă ea.

„Acest lucru este relevant pentru sănătatea publică, deoarece focarele EHEC conduc la colită hemoragică, care este debilitantă și uneori provoacă moartea, în special la cei foarte tineri și la vârstnici”, spune ea.

Agenții patogeni intestinali precum EHEC simt chimia complexă din interiorul tractului GI pentru a concura cu microbiota rezidentă a intestinului pentru a stabili un punct de sprijin, spune Sperandio. De-a lungul secolelor, agenții patogeni au dezvoltat diferite strategii pentru a concura împotriva așa-numiților microbi buni sau comensali, care în mod normal acoperă intestinul.

Aceste comensale includ tulpini inofensive de E. coli care trăiesc în colonele oamenilor și ale altor mamifere, unde ajută procesul de digestie normal al gazdei, adaugă ea. Cuvântul comensal înseamnă „a mânca la aceeași masă” și asta fac bacteriile simbiotice care alcătuiesc microbiota intestinului.

Comensalele care acoperă intestinul prezintă o barieră semnificativă la agenții patogeni intestinali, explică Sperandio. EHEC și bug-uri gram-negative similare depășesc această barieră prin implementarea unui sistem de secreție numit T3SS.

T3SS acționează ca seringi moleculare pentru a injecta un amestec de proteine ​​de virulență în celulele care acoperă colonul gazdei, declanșând inflamația și simptomele infecției. Deoarece șoarecii nu sunt afectați de EHEC, cercetătorii folosesc un agent patogen similar, Citrobacter rodentium, în studiile la șoareci, explică Sperandio.

„Studiul nostru constată mai întâi că E. coli bun și cei patogeni precum EHEC folosesc zaharuri diferite ca substanțe nutritive”, spune ea, adăugând că cele două tipuri de E. coli ar fi putut evolua pentru a evita concurența pentru aceleași surse de energie. "În al doilea rând, descoperim că pectina dietetică protejează împotriva căii pe care EHEC patogen o folosește pentru a deveni mai virulentă."

Un alt tip de bacterii intestinale comensale descompune pectina alimentară din fructe și legume, creând acid galacturonic, un acid zahăr pe care EHEC și C. rodentium îl folosesc în două moduri. Inițial, agentul patogen folosește acel acid zahăr ca sursă de energie pentru a se extinde în intestin, spune Sperandio.

„Odată ce acidul zahărului se epuizează, agentul patogen își schimbă strategia de supraviețuire, aproape ca întoarcerea unui comutator”, spune ea. În loc să folosească acidul galacturonic pentru hrănire, bacteriile infecțioase îl folosesc într-o cale de semnalizare care crește virulența EHEC și a bacteriilor similare folosind seringa T3SS.

În studiu, șoarecii care au hrănit pectină timp de aproximativ o săptămână au rezistat infecției. Comparând colonii a șase șoareci hrăniți cu o dietă chow cu 5% pectină suplimentară din coaja de citrice cu patru șoareci la o dietă tipică, cercetătorii au descoperit o rată mult mai mică de infecție la șoarecii care consumă pectină, spune Sperandio.

Cantitatea de bacterii din intestinul șoarecelui a fost măsurată prin verificări zilnice ale scaunului și prin analiza cantității de bacterii dintr-o pungă la joncțiunea intestinului subțire și gros, numit cecum, la sfârșitul experimentului.

Cercetătorii au descoperit că șoarecii de pe chow-ul îmbogățit cu pectină aveau aproximativ 10.000 de bacterii în cecum, comparativ cu 1 milion de bacterii la șoareci din dieta tipică. Grupul cu pectină a avut, de asemenea, mai puține simptome, spune ea, adăugând că un nivel de pectină de 5% pare să împiedice agentul patogen să-și activeze repertoriul de virulență.

Ea subliniază că cercetarea este un pas într-o călătorie pentru a defini mecanismele moleculare care guvernează modul în care speciile comensale din intestin influențează virulența agenților patogeni intestinali.

„Acest lucru nu poate fi tradus încă la oameni. Sperăm că o mai bună înțelegere a modului în care se dezvoltă boala intestinală va duce la strategii de reducere a incidenței sau, cel puțin, a simptomelor cauzate de acești agenți patogeni gram-negativi, posibil prin intermediul unor noi vaccinuri sau medicamente. ", spune ea.