L’infezione da Clostridium difficile è associata a disbiosi intestinale da antibiotici e alla proliferazione di batteri opportunistici come Enterococcus.
Sono queste le conclusioni di uno studio realizzato da Dena Lyras della Monash University di Victoria, in Australia, e pubblicato su Nature communication.
Antibiotici diarrea e Clostridium difficile
Si definisce diarrea nosocomiale (HAD, Hospital-acquired diarrhoea) un episodio acuto di diarrea che si verifica dopo più di 3 giorni di ricovero ospedaliero, questa risulta particolarmente comune soprattutto tra i pazienti anziani.
La diarrea nosocomiale è più spesso associata a fattori non infettivi, in particolare la somministrazione di antibiotici, che disturbano il microbiota intestinale. L’esposizione agli antibiotici, inoltre, è un fattore di rischio significativo per lo sviluppo dell’infezione da Clostridium difficile (CDI, C. difficile infection), a cui è dovuto fino al 15-25% dei casi di HAD; questa è caratterizzata da infiammazione gastrointestinale che provoca diarrea lieve o grave, colite pseudomembranosa, megacolon tossico e, nei casi più gravi, morte.
A causa di fattori di rischio comuni, tra cui il trattamento combinato e prolungato con antibiotici, il microbiota dei pazienti con diarrea associata agli antibiotici (AAD, antibiotic-associated diarrhoea) e CDI è anche associato alla proliferazione di enterococchi resistenti alla vancomicina (VRE, vancomycin-resistant enterococci), che può portare a esiti negativi.
Nonostante i notevoli rischi per questi pazienti, i profili del microbiota e del metaboloma per l’AAD, il CDI e la conseguente presenza di VRE sono stati, clinicamente, scarsamente definiti.
Un recente studio, pubblicato su Nature communication, ha ipotizzato che l’AAD e il CDI, associati alla proliferazione di enterococchi ed alle differenze nell’esposizione agli antibiotici, potrebbero essere associati a biomarcatori che forniscono informazioni sulle strategie metaboliche del microbiota e di C. difficile durante l’infezione.
Analisi multiomica
Gli Autori dello studio hanno condotto una analisi retrospettiva su campioni di 169 pazienti ospedalizzati con diarrea (33 CDI e 133 non-CDI). La comunità microbica del campione è stata analizzata utilizzando il sequenziamento del gene 16S rRNA, abbinato alla profilazione non mirata di metaboliti mediante gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS) e alla profilazione di acidi grassi a catena corta (SCFA, short chain fatty acid) mediante GC-MS.
È stato indagato, inoltre, come la composizione del microbiota e del metaboloma, CDI e non-CDI, differiva in base alle variazioni del trattamento antibiotico.
Associazione tra microbiota, metaboloma e HAD
Il sequenziamento del gene rRNA 16S, combinato ad approcci di profilazione basati su GC-MS, sia non mirati sia degli SCFA, ha rivelato che i pazienti con HAD, AAD e CDI erano associati a diverse composizioni di microbiota fecale e metaboloma.
Lo studio ha rilevato che i pazienti con AAD con elevate proporzioni di Enterococcus (prevalentemente E. faecium resistente alla vancomicina) erano associati a un’esposizione prolungata agli antibiotici e ad un trattamento antibiotico combinato e potevano essere differenziati attraverso la presenza di biomarcatori di decarbossilazione della tirosina.
Inoltre, analizzando l’uso di antibiotici, il microbiota CDI non differiva significativamente da quello non-CDI, ma poteva essere distinto metabolicamente dai non-CDI mediante biomarcatori di fermentazione di Stickland e competizione aminoacidica condivisi con i donatori dei trapianti di microbiota fecale.
Conclusioni
Dallo studio emerge che la CDI è associata a diversi biomarcatori metabolici correlati all’aumento della disbiosi associata agli antibiotici e alla proliferazione di batteri opportunistici come Enterococcus.
I biomarcatori metabolici suggeriscono una relazione dinamica tra C. difficile e il microbiota residente, con C. difficile che adotta strategie diverse in risposta al cambiamento delle condizioni gastrointestinali e alla resistenza del microbiota alle infezioni. Questo studio fornisce una visione unica della struttura del microbiota intestinale e del metaboloma nelle CDI fornendo le basi per ulteriori studi sul metabolismo e sulla patogenesi di C. difficile.
