RESUMO
Resumen Clostridioides difficile es un patógeno esporulado oportunista responsable de diarrea asociada a antibióticos en humanos. C. difficile produce 2 toxinas principales: TcdAy TcdB, además de la toxina binaria (CDT), también asociada a la virulencia. Este estudio buscó caracterizar el aislamiento ALCD3, involucrado en un episodio de recurrencia de una infección nosocomial. La caracterización molecular mostró que dicho aislamiento pertenece al toxinotipo 0/v y el análisis por MLST demostró un perfil alélico adk:91, atpA:1, dxr:2, glyA: 1, recA:27, sodA: 1 y tpi:1, lo cual corresponde al ST293 (MLST clado 1). Durante el crecimiento, el aislamiento ALCD3 mostró un incremento temprano de la tasa de esporulación y valores máximos de formas termorresistentes luego de 2 días de incubación. Tanto la cinética de esporulación como la producción de formas termorresistentes fueron más rápidas en el aislamiento ALCD3 que en la cepa de referencia VPI 10463. La germinación en presencia del germinante natural taurocolato fue más rápida en el aislamiento ALCD3 que en la cepa VPI 10463, lo que indica que aquel comienza la hidrólisis del córtex antes. También, el co-germinante glicina indujo una rápida liberación de ácido dipicolínico en ALCD3. Estos hallazgos indican que el aislamiento ALCD3 es particularmente eficiente en la esporulación y en la germinación. El presente trabajo representa el primer informe de la circulación de C. difficile ST293 en Argentina. La habilidad del aislamiento ALCD3 para producir toxinas y su alta capacidad de esporulación/germinación son características claves compatibles con un alto potencial de diseminación e inducción de infecciones recurrentes.
Abstract Clostridioides difficile is an opportunistic spore-forming pathogen responsible for antibiotic-associated diarrhea in humans. C. difficile produces two main toxins: TcdA and TcdB as well as a third toxin named binary toxin (CDT) that is also involved in virulence. The present study aimed at characterizing the C. difficile isolate ALCD3 involved in a relapse episode of nosocomial infection. Molecular characterization showed that isolate ALCD3 belongs to tox-inotype 0/v and the MLST analysis demonstrated allelic profile adk:91, atpA:1, dxr:2, glyA: 1, recA:27, sodA: 1 and tpi:1 which corresponds to ST293 (MLST clade: 1). During growth, isolate ALCD3 showed an early increase in the sporulation ratio as well as maximal values of heat resis-tant forms after 2 days of incubation. Both sporulation kinetics and production of heat resistant forms were faster for isolate ALCD3 than for the reference strain VPI 10463. Germination in the presence of the natural germinant taurocholate was faster for isolate ALCD3 than for strain VPI 10463, which indicates that isolate ALCD3 starts cortex hydrolysis earlier than strain VPI 10463. Furthermore, the co-germinant glycine, induces rapid release of dipicolinic acid (DPA) in isolate ALCD3. These findings indicate that isolate ALCD3 is particularly efficient in both sporulation and germination. The present work represents the first report of the circulation of C. difficile ST293 in Argentina. The ability of isolate ALCD3 to produce toxins and its high sporulation/germination capacity are key features compatible with a microorganism with high dissemination potential and the possibility of inducing recurrent infections.
RESUMO
Abstract Clostridioides difficile is a spore-forming anaerobe microorganism associated to nosocomial diarrhea. Its virulence is mainly associated with TcdA and TcdB toxins, encoded by their respective tcdA and tcdB genes. These genes are part of the pathogenicity locus (PaLoc). Our aim was to characterize relevant C. difficile toxinotypes circulating in the hospital setting. The tcdA and tcdB genes were amplified and digested with different restriction enzymes: EcoRI for tcdA; HincII and AccI for tcdB. In addition, the presence of the cdtB (binary toxin) gene, TcdA and TcdB toxins by dot blot and the cytotoxic effect of culture supernatants on Vero cells, were evaluated. Altogether, these studies revealed three different circulating toxinotypes according to Rupnik's classification: 0, I and VIII, being the latter the most prevalent one. Even though more studies are certainly necessary (e.g. sequencing analysis), it is worth noting that the occurrence of toxinotype I could be related to the introduction of bacteria from different geographical origins. The multivariate analysis conducted on the laboratory values of individuals infected with the most prevalent toxinotype (VIII) showed that the isolates associated with fatal outcomes (GCD13, GCD14 and GCD22) are located in regions of the biplots related to altered laboratory values at admission. In other patients, although laboratory values at admission were not correlated, levels of urea, creatinine and white blood cells were positively correlated after the infection was diagnosed. Our study reveals the circulation of different toxinotypes of C. difficile strains in this public hospital. The variety of toxinotypes can arise from pre-existing microorganisms as well as through the introduction of bacteria from other geographical regions. The existence of microorganisms with different pathogenic potential is relevant for the control, follow-up, and treatment of the infections.
Resumen Clostridioides difficile es un anaerobio esporulado que se asocia con episodios de diarreas hospitalarias. Su virulencia se encuentra vinculada, principalmente, a las toxinas TcdA y TcdB, codificadas por sus respectivos genes, tcdA y tcdB, que son parte de un locus de patogenicidad (PaLoc). Nuestro objetivo fue caracterizar los toxinotipos de C. difficile circulantes en un hospital público. Los genes tcdA y tcdB fueron amplificados y digeridos con diferentes enzimas de restricción: EcoRI para tcdA; HincII y AccI para tcdB. Además, se evaluó la presencia de cdtB (gen de la toxina binaria B) y de las toxinas A y B (por dot blot), así como el efecto citotóxico de sobrenadantes de cultivo sobre células Vero. En conjunto, estos estudios revelaron tres toxinotipos circulantes según la clasificación de Rupnik: 0, I y VIII; el más prevalente fue el último. Aunque son necesarios más estudios (ej., secuenciación), es interesante notar que la presencia del toxinotipo I podría estar relacionada con la introducción de bacterias de diferente origen geográfico. En los pacientes infectados con el toxinotipo VIII, el análisis multivariante de los resultados de laboratorio mostró que los aislamientos asociados a decesos (GCD13, GCD14 y GCD22) estaban situados en regiones de los biplots relacionados con valores de laboratorio alterados al momento de la internación. En los otros pacientes, aunque no se observó correlación entre los valores de laboratorio al momento de la internación y la evolución clínica, los niveles de urea, creatinina y recuento de glóbulos blancos estuvieron correlacionados positivamente entre sí una vez diagnosticada la infección. Nuestro estudio revela la circulación de diferentes toxinotipos de C. difficile en un mismo hospital público. La variedad de toxinotipos puede originarse a partir de microorganismos preexistentes en la región, así como también por la introducción de bacterias provenientes de otras regiones geográficas. La existencia de microorganismos con diferente potencial patogénico es relevante para el control, el seguimiento y el tratamiento de las infecciones.