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.
RESUMO
Molecular characterization and antimicrobial resistance of Clostridium perfringens isolates of different origins from Costa Rica. Clostridium perfringens, a Gram positive, spore-forming anaerobe, is widely distributed in nature. Based upon their production of four major toxins α, β, ε and ι, C. perfringens is classified into five toxinotypes (A-E). Some strains produce an enterotoxin (CPE), encoded by the cpe gene, which causes diarrhea in humans and some animals. C. perfringens strains that had been previously isolated and been kept at -80°C were analyzed for the presence of toxin genes and for antimicrobial resistance: 20 from soils,20 from animal, 20 from human origin and 21 from food non related to outbreaks. According to PCR results, all strains were classified as C. perfringens type A, since only α toxin gene was detected, while cpe was detected in two strains (2.5%) isolated from food, as it has been described in other world regions. Antibiotic resistance to at least one antibiotic was detected in 44% of the strains, 41% was resistant to clindamycin, 25% to chloramphenicol, 22% to penicillin and 20% to metronidazole. Soils strains showed the highest resistance percentages to almost all antibiotics. Multiresistance (to three or more antibiotic groups) was detected in the strains from soil (40%), human origin (30%), food (14%) and animal origin (5%). The high resistance rates found may be explained by the widespread use of antimicrobials as growth promoters in plants and animals; also these resistant strains may act as reservoir of resistance genes that may be transferred between bacteria in different environments. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1479-1485. Epub 2011 December 01.
Clostridium perfringens es un bacilo Gram positivo, esporulado, anaerobio, ampliamente distribuido en la naturaleza, que produce cuatro toxinas principales α, β, ε y ι, las cuales permiten su clasificación en cinco toxinotipos (A-E). Algunas cepas producen una enterotoxina (CPE), codificada por el gen cpe, que causa diarrea en seres humanos y en algunos animales. La presencia de los genes de estas toxinas y la sensibilidad a los antibióticos se determinó en 81 cepas de C. perfringens previamente aisladas y que habían sido mantenidas a -80°C; 20 de suelos, 20 de origen animal, 20 de origen humano y 21 de alimentos cocidos no relacionados con brotes alimentarios. De acuerdo con los resultados de PCR, todas las cepas fueron clasificadas como C. perfringens tipo A, debido a que solo se les detectó el gen de la toxina α, mientras que el gen de la enterotoxina (cpe) se detectó en dos cepas (2.5%) aisladas de alimentos, tal como ha sido descrito en otras regiones del mundo. El 44% de las cepas fue resistente a algún antibiótico; clindamicina (41%), cloranfenicol (25%), penicilina (22%) y metronidazol (20%). En general, las cepas provenientes de suelos presentaron los mayores porcentajes de resistencia a casi todos los antibióticos. El 40% de las cepas de suelo presentó multiresistencia (a tres o más grupos de antibióticos), el 30% de las de origen humano, el 14% de las de alimentos y el 5% de las de origen animal. Las altas tasas de resistencia encontradas podrían deberse al amplio uso de antibióticos como promotores de crecimiento de plantas y animales y esas cepas resistentes podrían actuar como reservorio de genes de resistencia que pueden transferirse entre bacterias de diversos ambientes.