Naukowcy z Instytutu ADA Forsyth (AFI) zidentyfikowali kluczowy czynnik, który może przyczyniać się do rozprzestrzeniania się szpitalnych zakażeń (HAI), dostarczając nowych informacji na temat trudności w ich zwalczaniu. Ich badania ujawniają, że niebezpieczny wielolekooporny (MDR) patogen Klebsiella rozwija się w warunkach ubogich w składniki odżywcze, które występują w środowiskach szpitalnych.
Znaczenie szpitalnych zakażeń
Zgodnie z danymi Światowej Organizacji Zdrowia, szpitalne zakażenia stanowią znaczące ryzyko dla pacjentów, często prowadząc do wydłużonego pobytu w szpitalu, poważnych komplikacji zdrowotnych i wysokiej śmiertelności. Jednym z najbardziej wymagających aspektów leczenia HAI jest oporność patogenów na wiele leków. W niedawnym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Microbiome, naukowcy AFI odkryli, że Klebsiella, która kolonizuje zdrowych ludzi, nie tylko ma wrodzoną zdolność MDR, ale także dominuje w społeczności bakteryjnej, gdy jest pozbawiona składników odżywczych.
Klebsiella w warunkach głodowych
„Nasze badania pokazują, że Klebsiella może przewyższać inne mikroorganizmy w swojej społeczności, gdy jest pozbawiona składników odżywczych”, powiedział Batbileg Bor, doktor habilitowany, profesor nadzwyczajny w AFI i główny badacz w tym badaniu. „Analizowaliśmy próbki śliny i płynów nosowych, aby obserwować reakcję Klebsielli na warunki głodowe. Zdumiewające, że w takich warunkach Klebsiella szybko się rozprzestrzenia, dominując całą społeczność mikrobiologiczną, podczas gdy inne bakterie umierają.”
Klebsiella jest jednym z trzech głównych patogenów odpowiedzialnych za HAI, w tym za zapalenie płuc i zespół jelita drażliwego. Jako kolonizujące oportunistyczne patogeny, naturalnie zamieszkują jamę ustną i nosową zdrowych osób, ale mogą stać się patogenami w określonych warunkach. „Środowiska szpitalne zapewniają idealne warunki do rozprzestrzeniania się Klebsielli”, wyjaśnił dr Bor. „Krople z nosa lub śliny na powierzchniach szpitalnych, odpływy umywalek oraz usta i gardła pacjentów na respiratorach to wszystko warunki głodowe.”
Przetrwanie i rozprzestrzenianie się Klebsielli
Dr Bor wyjaśnił dalej: „Gdy pacjent jest podłączony do respiratora, przestaje otrzymywać pokarm przez usta, powodując, że bakterie w jego ustach są pozbawione składników odżywczych, co pozwala Klebsielli przewyższać inne bakterie ustne. Jama ustna i nosowa mogą w ten sposób służyć jako rezerwuary dla wielu oportunistycznych patogenów.”
Długoterminowa obecność patogenów
Co więcej, Klebsiella może pozyskiwać składniki odżywcze z martwych bakterii, co pozwala jej przetrwać przez długi czas w warunkach głodowych. Naukowcy odkryli, że Klebsiella obecna w próbkach z jamy ustnej lub nosa pozostawała obecna przez ponad 120 dni po pozbawieniu jej pokarmu.
Inne istotne odkrycia z badania obejmują obserwację, że Klebsiella z jamy ustnej, która zawiera zróżnicowaną społeczność mikrobiologiczną, była mniej powszechna i mniej obfita niż te z jamy nosowej, która jest mniej zróżnicowana. Te odkrycia sugerują, że zróżnicowanie mikrobiologiczne i specyficzne bakterie komensalne (niepatogenne) śliny mogą odgrywać kluczową rolę w ograniczaniu nadmiernego wzrostu gatunków Klebsielli.
Związek ze szpitalnymi zakażeniami
Rewolucyjne badania przeprowadzone przez naukowców AFI oferują nowe spojrzenie na przenoszenie i rozprzestrzenianie się szpitalnych zakażeń, torując drogę do skuteczniejszych strategii zapobiegania i leczenia. Znaleziono wyraźny związek między kolonizacją ustną i nosową Klebsielli a poważnymi szpitalnymi zakażeniami, podkreślając potrzebę poprawy praktyk higienicznych i kontroli zakażeń w środowiskach szpitalnych.
Współpracownicy i finansowanie
Dodatkowymi współpracownikami w projekcie są: Xuesong He, Alex S. Grossman, Jett Liu, Nell Spencer, Wenyuan Shi i Hatice Hasturk z ADA Forsyth; Daniel R. Utter z California Institute of Technology; Lei Lei z Sichuan University; Nidia Castro dos Santos z Guarulhos University; oraz Jonathon L. Baker z Oregon Health & Science University.
Finansowanie
Te badania były częściowo wspierane przez fundusze z National Institute of Dental and Craniofacial Research of the National Institutes of Health w ramach stypendium T90 (Alex S. Grossman); 1K99DE027719 (Batbileg Bor), 1R01DE031274-01 (Batbileg Bor) i 1R01DE023810 (Xuesong He).
Dalsze badania
Kontynuowane badania są kluczowe dla zrozumienia mechanizmów, dzięki którym Klebsiella przetrwa i rozprzestrzenia się w warunkach szpitalnych. Planowane są dalsze badania, które skupią się na identyfikacji konkretnych genów i białek odpowiedzialnych za oporność na leki i zdolność przetrwania w warunkach głodowych. Te wyniki mogą prowadzić do opracowania nowych strategii terapeutycznych, które będą celować w te kluczowe czynniki i zmniejszać częstość występowania szpitalnych zakażeń.
Znaczenie higieny
Badania podkreślają znaczenie rygorystycznych środków higienicznych w szpitalach, aby zmniejszyć rozprzestrzenianie się Klebsielli i innych MDR patogenów. Regularne czyszczenie i dezynfekcja powierzchni, odpowiednia sterylizacja sprzętu medycznego oraz edukacja personelu medycznego w zakresie najlepszych praktyk w zapobieganiu zakażeniom mogą znacząco zmniejszyć ryzyko HAI. Ponadto używanie sprzętu ochronnego, takiego jak rękawiczki i maski, jest kluczowe w zapobieganiu przenoszeniu patogenów między pacjentami a personelem medycznym.
Wnioski z badań
Naukowcy z AFI kontynuują prace nad badaniami i opracowywaniem nowych metod zwalczania szpitalnych zakażeń. Ich praca stanowi podstawę dla przyszłych badań i innowacji w dziedzinie mikrobiologii medycznej, mając na celu poprawę zdrowia pacjentów i zmniejszenie częstości występowania poważnych zakażeń w środowiskach szpitalnych. Z uwagi na oporność Klebsielli i innych MDR patogenów, konieczna jest ciągła współpraca naukowców, personelu medycznego i instytucji zdrowotnych w celu opracowania skutecznych strategii zwalczania tych zagrożeń.
Źródło: Forsyth Institute