Джон Х. Мур

1 отдел по инфекциозни болести и международно здраве, Университет на Вирджиния, Шарлотсвил, Вирджиния, Съединени американски щати,

хранителни

Caio C. D. Pinheiro

2 Институт по биомедицина, Федерален университет в Сеара, Форталеза, Бразилия,

Edna I. Zaenker

1 отдел по инфекциозни болести и международно здраве, Университет на Вирджиния, Шарлотсвил, Вирджиния, Съединени американски щати,

Дейвид Т. Болик

1 отдел по инфекциозни болести и международно здраве, Университет на Вирджиния, Шарлотсвил, Вирджиния, Съединени американски щати,

Глинис Л. Колинг

1 отдел по инфекциозни болести и международно здраве, Университет на Вирджиния, Шарлотсвил, Вирджиния, Съединени американски щати,

Едуард ван Опстал

1 отдел по инфекциозни болести и международно здраве, Университет на Вирджиния, Шарлотсвил, Вирджиния, Съединени американски щати,

Франсиско Дж. Д. Нороня

2 Институт по биомедицина, Федерален университет в Сеара, Форталеза, Бразилия,

Педро Х. К. С. Де Медейрос

2 Институт по биомедицина, Федерален университет в Сеара, Форталеза, Бразилия,

Рафаел С. Родригес

2 Институт по биомедицина, Федерален университет в Сеара, Форталеза, Бразилия,

Алдо А. Лима

2 Институт по биомедицина, Федерален университет в Сеара, Форталеза, Бразилия,

Ричард Л. Герант

1 отдел по инфекциозни болести и международно здраве, Университет на Вирджиния, Шарлотсвил, Вирджиния, Съединени американски щати,

Cirle A. Warren

1 отдел по инфекциозни болести и международно здраве, Университет на Вирджиния, Шарлотсвил, Вирджиния, Съединени американски щати,

Замислени и проектирани експерименти: CAW JHM CCDP RSR DTB. Изпълнява експериментите: JHM CCDP EZ RSR EVO PDM FJDN. Анализирани данни: JHM CCDP. Реактиви/материали/инструменти за анализ, допринесени: CAW RLG GLK. Написа хартията: JHM CCDP CAW. Подпомаган при проектиране на проучвания: AAL.

Свързани данни

Всички релевантни данни се намират в хартията и нейните поддържащи информационни файлове.

Резюме

Заден план

Clostridium difficile е основна идентифицируема и лечима причина за диария, свързана с антибиотици. Лошият хранителен статус допринася за смъртността чрез отслабена защита на гостоприемника срещу различни патогени. Основната цел на това проучване е да се оцени приносът на намалена протеинова диета към резултатите от инфекция с C. difficile в миши модел.

Методи

Мишките C57BL/6 бяха хранени с традиционна домашна чау или определена диета с 20% протеин или 2% протеин и заразени с щам C. difficile> VPI10463. Животните бяха наблюдавани за тежест на заболяването, отделяне на клостридиал и нива на фекален токсин. Избрана чревна микробиота беше измерена в изпражненията и растежът на C. difficile и производството на токсини бяха количествено определени количествено в съдържанието на червата от нетретирани или лекувани с антибиотици мишки, хранени с различни диети.

Резултати

Мишките, заразени с C. difficile, хранени с определени диети, особено (и неочаквано) с диета с дефицит на протеини, са имали повишена преживяемост, намалена загуба на тегло и намалена обща тежест на заболяването. Проливането на C. difficile и токсините в изпражненията на традиционната диетична група са увеличени в сравнение с дефинираната диета 1 ден след инфекцията. Мишките, хранени с традиционна диета, са имали повишено съотношение Firmicutes към Bacteroidetes след излагане на антибиотици в сравнение с диета с 2% или 20%, определена с хранителни вещества. Ex vivo инокулация на цекално съдържание от третирани с антибиотици мишки показва намалено производство на токсини и растеж на C. difficile и при двете определени диети в сравнение с традиционната диета.

Заключения

Установено е, че диетите с ниско съдържание на протеини и диетите с дефинирани хранителни вещества са защитни срещу CDI при мишки. Свързаните с диетата промени в чревната микробиота могат да повлияят на устойчивостта на колонизация и производството на клостридиален токсин при определена хранителна диета в сравнение с традиционната диета, което води до повишена преживяемост. Механизмите, които са довели до различия в оцеляването между 2% и 20% протеинови хранителни диети, трябва да бъдат допълнително изяснени.

Въведение

Clostridium difficile е анаеробна, образуваща спори, грам-положителна бактерия [1], която причинява заболяване главно чрез активността на два токсина, TcdA и TcdB. Някои щамове на C. difficile произвеждат трети токсин, бинарен токсин (CDT) или трансфераза на C. difficile, които могат да допринесат за хипервирулентност (например в щама Nap1/027) [2]. C. difficile също се признава като основния идентифицируем и лечим причинител на диария, свързана с антибиотици [3]. Инфекцията с C. difficile (CDI) има широк клиничен диапазон от асимптоматичен носител до лека самоограничаваща се диария до тежък псевдомембранозен колит (PMC) [4]. С появата на хипервирулентни щамове и повишена употреба на антибиотици, честотата на CDI се е увеличила драстично през последните години. Проучванията, проведени в Канада, САЩ и Европа, се отчитат до два до четири пъти по-често от CDI през последното десетилетие [5, 6].

Излагането на антибиотици е най-важният рисков фактор за развитие на CDI [7]. Преди появата на антимикробни агенти, ПМС е относително рядко заболяване, до голяма степен свързано с операции на дебелото черво, таза или стомаха [4]. Коменсалната микробиота инхибира колонизацията и свръхрастежа на C. difficile и други ентерични патогени [8, 9]. Променен състав на чревната микробиота се наблюдава при пациенти с диария, свързана с антибиотици [10]. Освен употребата на антибиотици има и няколко други важни рискови фактора, свързани с CDI, включително: старост [7, 11], чести хоспитализации и продължителен престой в болница [12, 13]. Ефектът на хранителния статус върху CDI не е изследван.

Лошият хранителен статус е добре признат като широко разпространен здравословен проблем с последици, които са както остри, така и често дългосрочни. Недохранването допринася за смъртността, пряко или косвено, чрез отслабена защита срещу други заболявания като малария, респираторни или диарийни заболявания [14]. Доказано е, че при някои чревни инфекции, като криптоспоридиоза, лямблиоза и ентероагрегативна Е. coli, диетата с дефицит на протеин води до по-лоши резултати от тези заболявания при миши модели на ентерична инфекция [15–17].

Диетата променя чревната микробиота при хората [18]. Специфични хранителни вещества могат да бъдат свързани с промени в чревната микробиота, които променят тежестта на възпалението на червата (напр. Свръхрастеж на Bilophilia wadsworthia от прекомерна консумация на наситени мазнини при нокаутиращи мишки IL-10, което води до по-лош хроничен колит [19], който обикновено се среща при този животински модел), докато пробиотиците (комбинация от Lactobacillus, Bifidobacterium и Streptococcus salivarius) може да помогне за облекчаване на възпалителната болест на червата при хората [20]. Тъй като диетата променя чревната микробиота и хранителния статус, включително дефицита на протеин, влияе върху податливостта към инфекция с други ентерични инфекции, ние изследвахме как протеиновата недохранена диета може да промени тежестта на заболяването при миши модел на CDI и изследвахме ролята на диета с намален протеин върху избрана коменсална микробиота и тежест на инфекцията в миши модел. Изненадващо открихме, че протеиновата диета с недохранване с протеини осигурява защита срещу смъртност от CDI, докато традиционната диета има повишена смъртност в сравнение с дефинираната хранителна диета, както и свързаното с това нарастване на патогенната тежест и промените в микробиотата.

Методи и материали

Диети с мишки