Ново проучване предполага, че бактериите, причиняващи коремен тиф, се събират в малки, но постоянни съобщества върху камъни в жлъчката, което прави инфекцията особено трудна за борба с така наречените "носители" - хора, които имат болестта, но нямат симптоми.

бактериите

Хората, които приютяват тези бактериални съобщества в жлъчните си мехури, дори без симптоми, са в състояние да заразят другите с активен коремен тиф, особено в развиващите се райони на света с лоши санитарни условия. Болестта се предава чрез фекално-орален контакт, например чрез лошо измиване на ръцете от хора, които приготвят храна.

Тифоидната треска е рядка в Съединените щати, но засяга приблизително 22 милиона души по целия свят, причинявайки симптоми, които включват висока температура, главоболие, слабост и умора и коремна болка. Това води до стотици хиляди смъртни случаи всяка година.

Учените и лекарите знаят от десетилетия, че тези бактерии, Salmonella enterica serovar Typhi, се натрупват в жлъчния мехур. Всъщност най-широко приеманото лечение на хронична инфекция на коремен тиф е отстраняването на жлъчния мехур.

"Опитваме се да стигнем до същността на причината за това. Защо салмонелата седи в басейн с високо концентриран препарат, което е жлъчката, но не умира?" каза Джон Гън, професор по молекулярна вирусология, имунология и медицинска генетика в държавния университет в Охайо и старши автор на изследването. "Трябва да оцелее по някакъв начин и един добър начин да оцелее е чрез формиране на биофилм."

Биофилмите - в този случай събирането на бактерии върху камъни в жлъчката - обикновено не реагират добре на антибиотиците или човешкия имунен отговор. Но сега, когато самите биофилми са открити във връзка с асимптоматична инфекция на коремен тиф, те представляват потенциална алтернатива на лечението за скъпо и инвазивно отстраняване на жлъчния мехур, каза Гън.

По-конкретно, насочването на захарен полимер върху бактериалната повърхност, което насърчава развитието на биофилма, може да бъде стратегия за предотвратяване на образуването на биофилм на първо място, каза той.

Изследването се появява в онлайн ранното издание на Proceedings of the National Academy of Sciences.

Гън и колеги наблюдават това образуване на биофилм при мишки, заразени с щам на бактерия Salmonella, подобен на щама, който причинява коремен тиф при хората. Учените също така са открили тези биофилми върху камъни в жлъчката при около 5 процента от хората в мексиканска болница, на които са били отстранени жлъчните мехури поради усложнения от камъни в жлъчката. Тифоидната треска е широко разпространена в Мексико.

„Данните за мишките, съчетани с човешки данни, категорично предполагат, че биофилмите поставят основа, която позволява установяването и поддържането на хронична инфекция на коремен тиф“, каза Гън, също заместник-директор на Центъра за биология на микробния интерфейс на щата Охайо.

И изследователите подозират, че биофилмите играят роля във връзка с жлъчния мехур с коремен тиф, тъй като в повечето случаи единственият начин за лечение на инфекция, свързана с биофилм, е да се премахне каквото и да е биофилмът, прикрепен от тялото. Например инфекциите, които се образуват на катетри, имплантирани стави или изкуствени сърдечни клапи, обикновено са резултат от биофилми и единственият начин за изчистване на инфекцията е премахването на тези устройства.

„Информация в нашата лаборатория и в литературата, че камъните в жлъчката са свързани с това как хората са се превърнали в носители на тифоидни бактерии, че организмите са затворени на едно място и че антибиотиците са неефективни, така че човек трябва да премахне жлъчния мехур за успешна терапия - всичко това се вписва със заболяване, свързано с биофилма ", каза Гън.

В проучването изследователите хранеха мишки или с нормална храна, или с диета с високо съдържание на холестерол в продължение на осем седмици, възнамерявайки да предизвикат камъни в жлъчката при животните на мазна диета. След това учените дадоха на тези мишки вид бактерии Salmonella, предназначени да имитират хронична инфекция на човешки тиф, без да причиняват действително заболяване на мишките. Контролна група от мишки не получи бактерии.

Броят на бактериите, задържани в жлъчния мехур на мишки с камъни в жлъчката, се е увеличил с течение на времето, като е станал изобилен в рамките на 21 дни и е значително по-висок от бактериите при мишки, които нямат камъни. Не са открити бактерии при мишки, които не са получили инфекцията, дори ако са имали камъни в жлъчката.

При заразените мишки бактериите Salmonella също могат да се видят в лигавицата на жлъчния мехур и в жлъчката, както и на повърхността на камъните в жлъчката. Камъните в жлъчката бяха във фокуса на това проучване, тъй като лабораторията на Гън е установила в предишни експерименти, че салмонелите са привлечени от повърхности, покрити с холестерол.

Има два често срещани вида камъни в жлъчката - холестеролни камъни и кафяви или черни камъни, съставени предимно от калциев билирубинат, които могат да бъдат открити в жлъчката. Досегашното изследване на епруветката на Гън предполага, че бактериите Salmonella Typhi се свързват особено добре с камъните в жлъчката в холестерола, за да образуват биофилми и настоящото проучване подкрепя това.

Три седмици след инфекцията биофилмите покриха около 50 процента от повърхностите на камъните в жлъчката, отстранени от заразените мишки.

„Това, което смятаме, е, че наличието на камъни в жлъчката ви прави по-податливи да станете носител, защото осигурява тази среда за салмонела да се свърже с повърхността, да образува биофилм и да установи инфекция“, каза Гън. „Дали това се случва 100 процента от времето, никой не знае.“

Във втори компонент на изследването с мишки изследователите тестваха пресни фекални пелети от заразени мишки, за да проверят връзката между биофилмите на жлъчния камък и предаването на инфекция, подобна на коремен тиф, чрез фекалии, феномен, наречен „отделяне“. Мишките с камъни в жлъчката отделят три пъти повече бактерии, отколкото заразените мишки без камъни в жлъчката.

"Мишките, които са имали камъни в жлъчката и са били заразени с бактерии, са имали много по-висока степен на отделяне, което означава, че тези бактерии са били освободени, вероятно защото са имали повече бактерии в самия жлъчен мехур", каза Гън.

Данните от мишката не само подкрепяха хипотезата на Гън, че камъните в жлъчката представят поне една повърхност, върху която биофилмите на Salmonella образуват и поддържат състоянието на носител на коремен тиф. Изследователите също така осъзнаха, че са разработили нов модел на мишка за по-нататъшно проучване на асимптоматичния тифозен носител.

Гън и колеги също са получили данни от хора в болница в Мексико, чиито жлъчни мехури са били отстранени като лечение на усложнения в жлъчния камък. Въпреки че никой от пациентите никога не е проявявал симптоми на коремен тиф, 5% от тях в крайна сметка са носители на биофилми от бактерии Salmonella Typhi върху камъните си в жлъчката. При един-единствен пациент, за когото е определено, че е тифоиден носител, който няма биофилм върху камъните си в жлъчката, камъните са с тъмен цвят, което предполага, че те вероятно са съставени от нещо различно от холестерол, каза Гън.

Тази способност на един индивид да прикрива скрити бактерии другаде в жлъчния мехур кара Гън и колегите му да подозират, че биофилмите могат да се образуват другаде в жлъчния мехур - може би в лигавицата му или персистиращи в определени клетки на стената на жлъчния мехур. Лабораторията на Гън проучва тези възможности.

Тази работа е подкрепена от Националните здравни институти и стипендия за образователно обучение от държавната инициатива за поддръжка на общественото здраве в Охайо за инфекциозни болести.

Съавтори на изследването са Робърт Крофорд от Центъра за микробна интерфейсна биология и Отдел по молекулярна вирусология, имунология и медицинска генетика в щата Охайо; Роберто Росалес-Рейес и Мария де ла Лус Рамирес-Агилар от Университета на Националния автономен де Мексико; Оскар Чапа-Азуела от болница General de Mexico; и Селия Алпуче-Аранда от Националния институт за референтна епидемиология в Мексико.