2.1 Τα φυτά ως περιβάλλον διαβίωσης για τα ανθρώπινα παθογόνα

Τα γεωργικά φυτά έχουν γίνει πηγή των ανθρώπινων παθογόνων, ειδικά για τα είδη ταχείας ανάπτυξης που ανήκουν στην ομάδα των βακτηρίων που παράγουν την τοξίνη Shiga. Ο κίνδυνος των ανθρώπινων παθογόνων σε νωπά φυτικά προϊόντα για άμεση κατανάλωση γίνεται σαφές κατά τη διάρκεια της εκδήλωσης της μόλυνσης που προκαλείται από Escherichia coli O104: H4 στη Γερμανία και τη Γαλλία το 2011, όταν σχεδόν 4,000 άνθρωποι μολύνθηκαν και η οποία οδήγησε σε 54 θύματα και σε πάνω από 900 περιπτώσεις αιμολυτικού ουραιμικό σύνδρομου. Ο πιο πιθανός τρόπος μετάδοσης του παθογόνου είναι τα προϊόντα που προορίζονται για άμεση κατανάλωση, ενώ η πηγή είναι τα φύτρα από σπόρους τριγωνέλλας που μεταφέρθηκαν από την Αίγυπτο προς το Ρότερνταμ (Ολλανδίας) περίπου 17 μήνες πριν από την πρώτη εμφάνιση της νόσου στο Αμβούργο και τη γύρω περιοχή. Ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι το παθογόνο δεν έχει απομονωθεί στα φύτρα τριγωνέλλας, αλλά τα επιδημιολογικά στοιχεία δείχνουν ότι σχετιζόταν με τους σπόρους για μια σχετικά μεγάλη χρονική περίοδο.

Προκύπτουν ερωτήματα σχετικά με το πώς ένα ανθρώπινο παθογόνο μπορεί να παραμείνει ως μια βιώσιμη οντότητα σε ένα εχθρικό περιβάλλον για μια τόσο μεγαλη περίοδο και γιατί παρόμοιες παρατηρήσεις δεν έχουν γίνει στο παρελθόν. Μήπως αυτό θα πρέπει να θεωρηθεί ως πρώτη εμφάνιση μιας εστίας της ασθένειας που προκαλείται από ανθρώπινα παθογόνα βακτήρια που προσαρμόζονται σε καλλιεργητικά μέσα; Για να απαντήσουμε στο ερώτημα αυτό, πρέπει να μελετήσουμε τη φύση του αιτιολογικού παράγοντα, ο οποίος είναι άτυπος για τα παθογόνα στελέχη του E.coli που εμφανίζονται πιο συχνά στην Ευρώπη και τις ΗΠΑ. Το ξέσπασμα της μόλυνσης λόγω του εντερο-αδρανού στελέχους E. coli O104: H4, το οποίο δεν αναπτύσσεται στα ζώα, όπως άλλα στελέχη E.coli τύπου O, και μόνο οι άνθρωποι είναι η κύρια δεξαμενή. Οι επιδημίες που προκαλούνται από αυτό το είδος του παθογόνου είναι σπάνιες στις δυτικές κοινωνίες, ενώ εκείνες που προκαλούνται από E.coli O157: H7 και S.enterica είναι πιο συχνές. Αυτό δείχνει ότι τα ειδικά χαρακτηριστικά αυτών των ανθρώπινων παθογόνων ήδη υπάρχουν, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής τους στο φυτικό περιβάλλον. Το ερώτημα είναι αν αυτές οι λειτουργίες είναι εγγενείς σε ορισμένα υποσύνολα των ανθρώπινων παθογόνων ή έχουν αποκτηθεί πρόσφατα, για παράδειγμα, μέσω οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων. Το στέλεχος που προκάλσεσε την επιδημία της λοίμωξης στην περιοχή του Αμβούργου, θα πρέπει να θεωρείται ως εξαιρετικά λοιμογόνο παθογόνο και αυτό έχει αποκτήσει τη λοιμογόνο δύναμη και την αντοχή του στα αντιβιοτικά μέσω μιας οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων μέσω των μηχανισμών της μεταγωγής (μόλυνση φάγων) και της σύζευξης (μεταφορά πλασμιδίου). Η απόκτηση νέων λοιμογόνων χαρακτηριστικών είναι μια πτυχή της εξέλιξης ενός νέου παθογόνου, αλλά η επιλεκτική επιλογή είναι διαφορετική, και ίσως το εστιακό στέλεχος έχει εξελιχθεί μέσω αύξησης της λοιμογόνου δύναμης τους ως αποτέλεσμα της διέλευσης μέσω των ανθρώπων και ταυτόχρονα με τη βελτίωση των περιβαλλοντικών αρμοδιοτήτων του στα φυτά. Ο κίνδυνος αυτής της εξέλιξης είναι η εμφάνιση νέων τύπων εξαιρετικά λοιμογόνων ανθρώπινων παθογόνων βακτηρίων που έχουν προσαρμοστεί πλήρως στη ζωή κοντά, ή μπορούν να βρίσκονται εντός των γεωργικών φυτών.